关键词:
前言
本篇文章主要介绍的是java多线程之间如何通信,协同处理任务,以及数据共享,定时任务处理等操作。
多线程之间通信的方式
在实际开发过程中多个线程同时操作,有两种情况的,数据共享和线程间协作
数据共享的方式
-
文件共享数据
public static void main(String[] args) throws Exception
Path path = Paths.get("file.log");
// 线程1 - 写入数据
new Thread(() ->
while (true)
String content = "当前时间" + String.valueOf(System.currentTimeMillis());
try
Files.write(path, content.getBytes());
Thread.sleep(1000L);
catch (Exception e)
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
).start();
// 线程2 - 读取数据
new Thread(() ->
while (true)
try
byte[] allBytes = Files.readAllBytes(path);
System.out.println(new String(allBytes));
Thread.sleep(1000L);
catch (Exception e)
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
).start();
-
网络共享,常见利用redis等分布式中间键,或者自己搭建的数据中间仓库
-
共享变量 ,全局变量,堆内存中的变量
线程间协作
suspend和resume
作用:调用suspend挂起目标线程,通过resume可以恢复线程执行。
public void test1_normal() throws Exception
Thread consumerThread = new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
if (iceCream == null)
System.out.println("等待...");
Thread.currentThread().suspend();
System.out.println("完成");
);
consumerThread.start();
Thread.sleep(3000L);
iceCream = new Object();
System.out.println("通知");
consumerThread.resume(); //通知结束等待
suspend和resume 在jdk中被抛弃,主要原因
- 如果在suspend线程等待的时候,添加了synchnized关键字对象给锁住,就没办法进行解锁了。
synchronized (Demo7_SuspendResume.class)
Thread.currentThread().suspend();
- resume在suspend之前 ,唤醒在等待之前也会导致死锁的情况
public void test1_normal() throws Exception
Thread consumerThread = new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
if (iceCream == null)
Thread.sleep(7000L);
System.out.println("等待...");
Thread.currentThread().suspend();
System.out.println("完成");
);
consumerThread.start();
Thread.sleep(3000L);
iceCream = new Object();
System.out.println("通知");
consumerThread.resume(); //通知结束等待
就会造成死锁的情况
wait和notify
public void test1_normal() throws Exception
// 开启一个线程
new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
while (iceCream == null) //
synchronized (this)
System.out.println("拿到锁。。。");
try
System.out.println("等待...");
this.wait();
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
System.out.println("完成");
).start();
Thread.sleep(3000L); // 3秒之后
iceCream = new Object(); //
synchronized (this)
System.out.println("拿到锁。。。");
this.notifyAll();
System.out.println("通知");
wait和notify是对象的属性,当然也包括 线程对象
synchronized ("synchronized")
System.out.println("拿到锁。。。");
this.notifyAll();
System.out.println("通知");
如果把锁改一下,不是一把锁,执行notifyAll时,则会抛出异常,因为释放不掉锁
拿到锁。。。
等待...
拿到锁。。。
Exception in thread "main" java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.lang.Object.notifyAll(Native Method)
at org.cao.thread.wait.Demo8_WaitNotify.test1_normal(Demo8_WaitNotify.java:62)
at org.cao.thread.wait.Demo8_WaitNotify.main(Demo8_WaitNotify.java:8)
会出现死锁的情况,由于如果先唤醒,在锁住,就会出现死锁的情况;
public void test1_normal() throws Exception
// 开启一个线程
new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
while (iceCream == null) //
synchronized (this)
System.out.println("拿到锁。。。");
try
Thread.sleep(3000L); //
System.out.println("等待...");
this.wait();
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
System.out.println("完成");
).start();
Thread.sleep(7000L); //
iceCream = new Object(); //
synchronized (this)
System.out.println("拿到锁。。。");
this.notifyAll();
System.out.println("通知");
park和unpark机制
- 调用unpark之后,再调用park,线程会直接运行
- 提前调用的unpark不叠加,连续多次调用unpark后,第一次调用park后会拿到“许可”直接运行,后续调用会进入等待。
- 一次许可,只能解决一次等待,在一次等待,则需要再一次许可
public void test1_normal() throws Exception
Thread consumerThread = new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
while (iceCream == null)
System.out.println("等待...");
LockSupport.park();
System.out.println("完成");
);
consumerThread.start();
Thread.sleep(3000L); // 3秒之后
iceCream = new Object(); //
LockSupport.unpark(consumerThread); //
System.out.println("通知");
这里一定要将线程对象传给unpark,只能唤醒一个线程。
会存在死锁的情况
-
在同步代码块中使用park/unpark,容易出现死锁
public void test2_DeadLock() throws Exception
Thread consumerThread = new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
if (iceCream == null) //
System.out.println("等待...");
synchronized (this) // 若拿到锁
LockSupport.park(); // 执行park
System.out.println("完成");
);
consumerThread.start();
Thread.sleep(3000L); // 3秒之后
iceCream = new Object(); //
synchronized (this) // 争取到锁以后,才能恢复consumerThread
LockSupport.unpark(consumerThread);
System.out.println("通知");
主要看一下 park和unpark的源代码里面都是 使用的unsafe cas 自旋锁保证线程数据的安全。
总的来说
伪唤醒
while(iceCream == null) //
System.out.println("等待...");
synchronized (this) // 若拿到锁
LockSupport.park(); // 执行park
也就是cpu自己断了,底层异常情况,只能通过while来保证数据的安全性
线程通信机制的应用
可以利用通信机制实现一个简单的锁
首先实现lock初始化的方法
public class MyLock implements Lock
@Override
public void lock()
// TODO Auto-generated method stub
@Override
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException
// TODO Auto-generated method stub
@Override
public boolean tryLock()
// TODO Auto-generated method stub
return false;
@Override
public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException
// TODO Auto-generated method stub
return false;
@Override
public void unlock()
// TODO Auto-generated method stub
@Override
public Condition newCondition()
// TODO Auto-generated method stub
return null;
- 用全局变量存储获取的线程 ,首先这个是线程安全的全局变量;
private AtomicReference<Thread> owner = new AtomicReference<Thread>();
- 并且锁占用是,线程被挂起,挂起的线程的引用被放到waiters队列 这里要达到多个线程拿锁
private BlockingQueue<Thread> waiters = new LinkedBlockingQueue<>();
- 判断当前线程是否可以加锁,实现trylock方法
@Override
public boolean tryLock()
return owner.compareAndSet(null, Thread.currentThread());
- 去抢锁,然后用到线程通信机制,就使用park,实现lock方法
@Override
public void lock()
while (!tryLock())
Thread curTh = Thread.currentThread(); // 获取当前线程引用
waiters.offer(curTh);
LockSupport.park();
- 然后实现释放锁的方法,实现unlock方法
@Override
public void unlock()
if (owner.get() == Thread.currentThread())
owner.set(null); // 将onwer置为null,释放锁
Thread th = waiters.poll(); // 取出队列头部的元素,并移除该元素
LockSupport.unpark(th); // 唤醒队列头部的元素
这里是不可重入的锁
多线程应用场景
场景一:批量处理任务
- 向大量(100w以上)的用户发送邮件
-
处理大批量文件
-
例如我在工作中需要按地区 或者 按设备类型 或者按用户等的维度去统计数据,而一个地区的网关设备可能有几百万个,并且维度很多,所以一定要多线程,多任务去处理
- 快速响应用户,入浏览器请求网页、图片时
-
自动作业处理
结语
整篇文章主要围绕着线程间通信,和数据共享的,依据线程间通信实现了一个简单的锁,在实际开发中直接用park和unpark,很少用到;至少我在开发很少用到,都是直接jdk提供的工具,但了解线程间通信是很有必要的
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