Java多线程——线程间协作方式总结及使用示例

线程之间的协作方式

方式一、wait()、notify()、notifyAll()

wait()提供了一种在任务之间对活动同步的方式。wait()使你可以等待某个条件发生变化，通常，这种条件将由另一个任务来改变。

wait()会在等待外部世界发生变化的时候将任务挂起（而不是执行空循环，进行忙等待），并且只有在notify()或notifyAll()发生时，这个任务才会被唤醒并去检查所产生的变化。

调用sleep()的时候锁没有被释放，调用yield()也属于这种情况。但是，当一个任务在方法里遇到wait()的调用的时候，线程将被挂起，对象上的锁被释放。

因此，当我们调用wait()的时候就是在声明：”我已经刚刚做完能做的所有事情，因此我要在这里等待，但是我希望其他的synchronized操作在条件合适的情况下能够执行。“

wait()、notify()、notifyAll()有一个比较特殊的方面，那就是这些方法是基类Object的一部分，而不是属于Thread的一部分。此外，这三个方法都必须在同步方法（synchronized修饰的方法）里面调用，否则会报IllegalMonitorStateException。

public class NotifyTest2 implements Runnable {
private final Runnable r;
public NotifyTest2(Runnable r) {
this.r=r;
}
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
synchronized (r){  //重点：注意这儿的用法！
r.notify();
}
//r.notify(); 不能在非Synchronized方法里面调用notify()、notifyAll()、wait()
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

要唤醒哪个线程，就必须传入哪个线程的引用，然后该引用调用自身的notify()方法。因为notify()等方法是Object本身的方法，所以只能由自身来调用。这一点不清楚，上面的重点处就可能会出错。

方式二、使用显式的Lock和Condition对象

互斥并允许任务挂起的基本类是Condition，我们可以通过在Condition上调用await()来挂起一个任务，通过signal()、signalAll()来唤醒在这个Condition上挂起的一个或所有任务。

......
private Lock lock=new ReentrantLock();
private Condition condition=lock.newCondition;
//......
lock.lock();
//...
condition.await();
//...
lock.unlock();
//......
lock.lock();
//...
condition.signal():
//...
lock.unlock();
//......
lock.lock();
//...
condition.signalAll();
//...
lock.unlock();

方式三、阻塞队列：BlockingQueue

wait()和notifyAll()方法以一种非常低级的方式解决了任务互操作问题，即每次交互时都握手。同步队列则具有更高的抽象级别。同步队列在任何时刻都只允许一个任务插入或移除元素。

如果消费者任务试图从队列中获取元素，而该队列此时为空，那么这个队列会挂起消费者任务，当有新元素进入队列时恢复消费者任务。阻塞队列方式与wait()和notifyAll()相比，要简单和可靠得多。

BlockingQueue<LiftOff> rockets=new LinkedBlockingQueue<LiftOff>();
rockets.put(new LiftOff()); //LiftOff()是一个Runnable
LiftOff rocket=rockets.take();
rocket.run();

方式四、使用管道进行输入输出

通过输入/输出在线程间进行通信很有用。线程间可以通过管道进行输入输出，在Java的I/O类库中对应的就是PipedWrite类和PipedReader类。

//在线程1中
PipedWriter out=new PipedWriter();
for(char c='A';c<='z';c++)
out.write(c);

//在线程2中
PipedReader in=new PipedReader(out);//要传入PipedWriter来构建PipedReader
while(true){
System.out.println("Read:"+(char)in.read()+",");
}

注意，PipedReader与普通的I/O不同——PipedReader是可中断的。