深入理解JAVA多线程之线程间的通信方式

在JAVA多线程编程中，线程间通信是非常重要的一个话题。本文将深入探讨JAVA多线程中线程间通信的几种方式，并通过实例说明其应用。

线程间通信的方式

在JAVA多线程编程中，线程间通信有如下几种方式：

1. 共享内存

共享内存是指多个线程共享同一块内存区域，这样多个线程可以通过读取和修改共享内存中的数据来实现线程间的通信。

由于共享内存区域可能被多个线程同时读写，因此需要采取线程同步手段来避免并发问题。常见的线程同步手段有synchronized关键字、ReentrantLock等。

以下示例代码演示了多个线程通过共享内存实现通信的方式，通过synchronized关键字实现线程同步：

public class SharedMemoryDemo {
  private int number;
  private boolean flag;

  public synchronized void setNumber(int number) {
    while (flag == true) {
      try {
        wait();
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    this.number = number;
    flag = true;
    notifyAll();
  }

  public synchronized int getNumber() {
    while (flag == false) {
      try {
        wait();
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
    int result = number;
    flag = false;
    notifyAll();
    return result;
  }
}

在上述代码中，setNumber方法和getNumber方法都采用了synchronized关键字来实现线程同步。setNumber方法设置共享数据，并将flag变量设为true，表示有数据可读取。getNumber方法通过while循环判断是否有数据可读取，如果有数据，就返回共享数据，并将flag变量设为false，表示数据已读取。如果没有数据可读取，就wait()，等待setNumber方法将数据设置并唤醒该线程。

2. 管道通信

管道通信是指通过管道来实现线程间的通信。管道是一种特殊的文件，其写入流和读取流可以分别在不同的线程中使用，从而实现线程间通信。

以下示例代码演示了多个线程通过管道实现通信的方式：

public class PipedCommunicationDemo {
  public static void main(String[] args) {
    PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();
    PipedInputStream pis = new PipedInputStream();
    try {
      pos.connect(pis);
      new Thread(new WriteThread(pos)).start();
      new Thread(new ReadThread(pis)).start();
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

class WriteThread implements Runnable {
  private PipedOutputStream pos;

  public WriteThread(PipedOutputStream pos) {
    this.pos = pos;
  }

  @Override
  public void run() {
    try {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pos.write(("message " + i).getBytes());
      }
      pos.close();
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

class ReadThread implements Runnable {
  private PipedInputStream pis;

  public ReadThread(PipedInputStream pis) {
    this.pis = pis;
  }

  @Override
  public void run() {
    try {
      byte[] buf = new byte[1024];
      int len;
      while ((len = pis.read(buf)) != -1) {
        System.out.println(new String(buf, 0, len));
      }
      pis.close();
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

在上述代码中，创建一个PipedOutputStream和一个PipedInputStream，然后将它们连接。接着创建一个写线程WriteThread和一个读线程ReadThread，并将它们分别启动。WriteThread通过PipedOutputStream往管道中写入数据，ReadThread通过PipedInputStream从管道中读取数据。

总结

本文深入讲解了JAVA多线程中线程间通信的两种方式：共享内存和管道通信，并通过实例说明了它们的应用。在JAVA多线程编程中，应选择合适的线程间通信方式来实现线程通信，从而确保程序的正确性和高效性。