「线程通信」线程之间的通信

线程通信

通过几个面试题来了解线程之间的通信。

问题清单：

如何让两个线程依次执行？
如何让两个线程按照指定方式有序交叉运行？
四个线程 A B C D，其中 D 要等到 A B C 全执行完毕后才执行，而且 A B C 是同步运行的。
三个线程各自准备，等到三个线程都准备好后，再一起执行某个任务。
子线程完成某件任务后，把得到的结果回传给主线程。

两个线程依次执行？

假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，两个线程分别依次打印 1-3 三个数字：

这个可说的不多，就是在B线程中加入A.join();

代码如下：

这里写图片描述

如何让两个线程按照指定方式有序交叉运行呢？

假如， A 在打印完 1 后，再让 B 打印 1, 2, 3，最后再回到 A 继续打印 2, 3。可以利用 object.wait() 和 object.notify() 两个方法来实现。

思路：两个线程使用同一把锁，A线程打印完1后调用wait()方法释放锁（此时的B没有锁，并没执行打印的动作），A释放了锁之后B获得了锁，开始执行打印1 2 3的动作，执行完毕的B线程调用notify()唤醒在wait的A线程，A继续打印2 3。

代码如下：

这里写图片描述

四个线程 A B C D，其中 D 要等到 A B C 全执行完毕后才执行，而且 A B C 是同步运行的

要求是同时运行，所以不能使用join()，因为ABC会顺序执行。换言之，就是ABC执行完成后通知D，然后D再执行他的任务。这种情况，我们可以利用 countdownlatch 来实现这类通信方式。CountDownLatch 适用于一个线程去等待多个线程的情况。

先解释一下CountdownLatch，CountdownLatch是一个计数器，设置一下数量（本题设置成3就好），计数器为0时线程开始执行任务。

思路：在D线程中调用countDownLatch.await()进入等待状态，直到计数器为0。在ABC线程中，执行完各自的任务后调用countDownLatchcountDown()方法，这样计数器会 -1。一旦countDownLatch计数器变成0，countDownLatch.await()立即退出，继续执行代码。

代码如下：

这里写图片描述

三个线程各自准备，等到三个线程都准备好后，再一起执行某个任务

线程 A B C 各自开始准备，直到三者都准备完毕，然后再同时运行。实现一种 线程之间互相等待 的效果。

相互等待的效果，可以使用CyclicBarrier（栅栏） 数据结构。

思路： 创建一个公共的CyclicBarrier，然后设置同时等待的线程数（ABC三个线程，设置成3即可）。然后在ABC三个线程中，分别准备完毕后调用CyclicBarrier.await()方法，开始等待其他线程。ABC三个线程都调用了await()方法后，再分别执行后面的代码。

代码如下：

这里写图片描述

子线程完成某件任务后，把得到的结果回传给主线程。

创建一个线程，我们一般会把 Runnable 对象传给 Thread 去执行，调用start之后执行的是run()方法，而run()方法是没有返回值的，也就没法把结果返回。

如果想接收到返回值，可以使用类似于Runnable的接口：Callable。

Callable接口的定义如下：

这里写图片描述

最明显的区别就是返回结果是范型 V 。

返回的结果要使用另一个类来接受：FutureTask。它是配合Callable使用的。值得注意的一点，FutureTask它获取结果的 get 方法会阻塞主线程。

举例：子线程去计算从 1 加到 100，并把算出的结果返回到主线程。

代码如下：

这里写图片描述

执行结果如下：

这里写图片描述

从执行结果可以看出：

主线程调用 futureTask.get() 方法时阻塞主线程；

然后 Callable 内部开始执行，并返回运算结果；

此时 futureTask.get() 得到结果，主线程恢复运行。

这里我们可以学到：

通过 FutureTask 和 Callable 可以直接在主线程获得子线程的运算结果，只不过需要阻塞主线程。

如果不希望阻塞主线程，可以考虑利用 ExecutorService，把 FutureTask 放到线程池去管理执行。

文章最后发布于: 2018-02-28 16:21:53

线程之间的通信

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