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  • 2022-02-22 09:09:08

    一 概述

    • 线程间通信概念
    • 线程间通信常用方法
    • 线程间通信示例——子线程下载主线程显示

    二 线程间通信概念

    2.1 什么叫做线程间通信

    在1个进程中,线程往往不是独立存在的,多个线程之间需要经常进行通信

    2.2 线程间通信的体现

    • 1个线程传递数据给另一个线程
    • 在1个线程中执行特定任务后,转到另1个线程继续执行任务

    三 线程间通信常用方法

    -(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOl)wait;
    -(void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread*)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
    

    四 线程间通信示例——子线程下载主线程显示

    4.1 过程描述

    • 将网络图片地址包装成URL
    • 将包含图片的URL转换成二进制数据NSData
    • 设置图片
    • 回到主线程,刷新UI界面

    4.2 代码

    #import "ViewController.h"
    
    @interface ViewController ()
    @property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
    
    @end
    
    @implementation ViewController
    
    - (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
        // Do any additional setup after loading the view.
    }
    -(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
    {
        [self performSelectorInBackground:@selector(download) withObject:nil];
    }
    //下载图片
    -(void)download{
        NSLog(@"download----%@",[NSThread currentThread]);
        //1.图片地址
        NSString *urlString=@"https://img1.baidu.com/it/u=2519912129,4264910682&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG";
        NSURL *url=[NSURL URLWithString:urlString];
        //2.根据地址下载图片的二进制数据
        NSLog(@"---begin");
        NSData *data=[NSData dataWithContentsOfURL:url];
        NSLog(@"---end");
        //3.设置图片
        UIImage *image=[UIImage imageWithData:data];
        //4.回到主线程,刷新ui界面
        //self.imageView.image=image;
        //[self performSelectorOnMainThread:@selector(downloadFinished:) withObject:image waitUntilDone:YES];
        //[self performSelector:@selector(downloadFinished:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
        [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];
    }
    -(void)downloadFinished:(UIImage *)image{
        self.imageView.image=image;
        NSLog(@"downloadFinished----%@",[NSThread currentThread]);
    }
    @end
    

    4.3 效果图

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  • 多线程-线程之间通信

    千次阅读 2020-10-17 22:41:13
    所以在现实中,我们需要这些线程可以按照指定的规则共同完成一件任务,所以这些线程之间就需要互相协调,这个过程被称为线程的通信。 线程的通信可以被定义为: 线程通信就是当个线程共同操作共享的资源时,互相...

    1、为什么需要线程通信

    线程是操作系统调度的最小单位,有自己的栈空间,可以按照既定的代码逐步的执行,但是如果每个线程间都孤立的运行,那就会造资源浪费。所以在现实中,我们需要这些线程间可以按照指定的规则共同完成一件任务,所以这些线程之间就需要互相协调,这个过程被称为线程的通信。

    线程的通信可以被定义为:
    线程通信就是当多个线程共同操作共享的资源时,互相告知自己的状态以避免资源争夺。

    2、线程通信的方式

    线程通信主要可以分为三种方式,分别为共享内存、消息传递和管道流。每种方式有不同的方法来实现。

    • 共享内存:线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过读-写内存中的公共状态来隐式通信。
      • volatile共享内存
    • 消息传递:线程之间没有公共的状态,线程之间必须通过明确的发送信息来显示的进行通信。
      • wait/notify等待通知方式
      • join方式
    • 管道流
      • 管道输入/输出流的形式

    2.1共享内存
    在这里插入图片描述

    在java中,所有堆内存中的所有的数据(实例域、静态域和数组元素)存放在主内存中可以在线程之间共享,一些局部变量、方法中定义的参数存放在本地内存中不会在线程间共享。线程之间的共享变量存储在主内存中,本地内存存储了共享变量的副本。如果线程A要和线程B通信,则需要经过以下步骤:

    ①线程A把本地内存A更新过的共享变量刷新到主内存中

    ②线程B到内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量

    这保证了线程间的通信必须经过主内存。下面引出我们要学习的关键字volatile。

    volatile有一个关键的特性:保证内存可见性,即多个线程访问内存中的同一个被volatile关键字修饰的变量时,当某一个线程修改完该变量后,需要先将这个最新修改的值写回到主内存,从而保证下一个读取该变量的线程取得的就是主内存中该数据的最新值,这样就保证线程之间的透明性,便于线程通信。

    代码实现

    public class TestVolatile {
        private static volatile boolean flag=true;
        public static void main(String[] args){
            new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    while (true){
                        if(flag){
                            System.out.println("线程A");
                            flag=false;
                        }
                    }
                }
            }).start();
    
    
            new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    while (true){
                        if(!flag){
                            System.out.println("线程B");
                            flag=true;
                        }
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
    

    测试结果
    在这里插入图片描述
    2.2消息传递

    2.2.1wait/notify等待通知方式

    从字面上理解,等待通知机制就是将处于等待状态的线程将由其它线程发出通知后重新获取CPU资源,继续执行之前没有执行完的任务。最典型的例子生产者–消费者模式
    在这里插入图片描述
    有一个产品队列,生产者想要在队列中添加产品,消费者需要从队列中取出产品,如果队列为空,消费者应该等待生产者添加产品后才进行消费,队列为满时,生产者需要等待消费者消费一部分产品后才能继续生产。队列可以认为是java模型里的临界资源,生产者和消费者认为是不同的线程,它们需要交替的占用临界资源来进行各自方法的执行,所以就需要线程间通信。

    生产者–消费者模型主要为了方便复用和解耦,java语言实现线程之间的通信协作的方式是等待/通知机制

    等待/通知机制提供了三个方法用于线程间的通信

    • wait() 当前线程释放锁并进入等待(阻塞)状态
    • notify() 唤醒一个正在等待相应对象锁的线程,使其进入就绪队列,以便在当前线程释放锁后继续竞争锁
    • notifyAll() 唤醒所有正在等待相应对象锁的线程,使其进入就绪队列,以便在当前线程释放锁后继续竞争锁

    等待/通知机制是指一个线程A调用了对象Object的wait()方法进入等待状态,而另一线程B调用了对象Object的notify()或者notifyAll()方法,当线程A收到通知后就可以从对象Object的wait()方法返回,进而执行后序的操作。线程间的通信需要对象Object来完成,对象中的wait()、notify()、notifyAll()方法就如同开关信号,用来完成等待方和通知方的交互。

    测试代码

     public class WaitNotify {
        static boolean flag=true;
        static Object lock=new Object();
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread waitThread=new Thread(new WaitThread(),"WaitThread");
            waitThread.start();
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            Thread notifyThread=new Thread(new NotifyThread(),"NotifyThread");
            notifyThread.start();
        }
        //等待线程
        static class WaitThread implements Runnable{
            public void run() {
                //加锁
                synchronized (lock){
                    //条件不满足时,继续等待,同时释放lock锁
                    while (flag){
                        System.out.println("flag为true,不满足条件,继续等待");
                        try {
                            lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    //条件满足
                    System.out.println("flag为false,我要从wait状态返回继续执行了");
    
                }
    
            }
        }
        //通知线程
        static class NotifyThread implements Runnable{
    
            public void run() {
                //加锁
                synchronized (lock){
                    //获取lock锁,然后进行通知,但不会立即释放lock锁,需要该线程执行完毕
                    lock.notifyAll();
                    System.out.println("设置flag为false,我发出通知了,但是我不会立马释放锁");
                    flag=false;
                }
            }
        }
     }
    

    测试结果

    在这里插入图片描述

    • 使用wait()、notify()和notifyAll()需要先调用对象加锁
    • 调用wait()方法后,线程状态由Running变成Waiting,并将当前线程放置到对象的等待队列
    • notify()和notifyAll()方法调用后,等待线程依旧不会从wait()返回,需要调用notify()和notifyAll()的线程释放锁之后等待线程才有机会从wait()返回
    • notify()方法将等待队列中的一个等待线程从等待队列中移到同步队列中,而notifyAll()方法则是将等待队列中所有的线程全部转移到同步队列,被移到的线程状态由Waiting变为Blocked。
    • 从wait()方法返回的前提是获得调用对象的锁

    其实等待通知机制有有一个经典的范式,该范式可以分为两部分,分别是等待方(消费者)和通知方(生产者)

    等待方

    synchronized(对象){
    while(条件不满足){
    对象.wait()
    }
    对应的处理逻辑
    }
    

    通知方

    synchronized(对象){
    改变条件
    对象.notifyAll
    }
    

    2.2.2join方式

    在很多应用场景中存在这样一种情况,主线程创建并启动子线程后,如果子线程要进行很耗时的计算,那么主线程将比子线程先结束,但是主线程需要子线程的计算的结果来进行自己下一步的计算,这时主线程就需要等待子线程,java中提供可join()方法解决这个问题。

    join()方法的作用是:在当前线程A调用线程B的join()方法后,会让当前线程A阻塞,直到线程B的逻辑执行完成,A线程才会解除阻塞,然后继续执行自己的业务逻辑,这样做可以节省计算机中资源。

    测试代码

    public class TestJoin {
        public static void main(String[] args){
            Thread thread=new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("线程0开始执行了");
                }
            });
            thread.start();
            for (int i=0;i<10;i++){
                JoinThread jt=new JoinThread(thread,i);
                jt.start();
                thread=jt;
            }
    
        }
    
        static class JoinThread extends Thread{
            private Thread thread;
            private int i;
    
            public JoinThread(Thread thread,int i){
                this.thread=thread;
                this.i=i;
            }
    
            @Override
            public void run() {
                try {
                    thread.join();
                    System.out.println("线程"+(i+1)+"执行了");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    

    测试结果
    在这里插入图片描述
    NOTE:每个线程的终止的前提是前驱线程的终止,每个线程等待前驱线程终止后,才从join方法返回,实际上,这里涉及了等待/通知机制,即下一个线程的执行需要接受前驱线程结束的通知。

    2.3管道输入/输出流

    管道流是是一种使用比较少的线程间通信方式,管道输入/输出流和普通文件输入/输出流或者网络输出/输出流不同之处在于,它主要用于线程之间的数据传输,传输的媒介为管道。

    管道输入/输出流主要包括4种具体的实现:PipedOutputStrean、PipedInputStrean、PipedReader和PipedWriter,前两种面向字节,后两种面向字符。

    java的管道的输入和输出实际上使用的是一个循环缓冲数组来实现的,默认为1024,输入流从这个数组中读取数据,输出流从这个数组中写入数据,当这个缓冲数组已满的时候,输出流所在的线程就会被阻塞,当向这个缓冲数组为空时,输入流所在的线程就会被阻塞。

    测试代码

    public class TestPip {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            PipedWriter writer  = new PipedWriter();
            PipedReader reader = new PipedReader();
            //使用connect方法将输入流和输出流连接起来
            writer.connect(reader);
            Thread printThread = new Thread(new Print(reader) , "PrintThread");
            //启动线程printThread
            printThread.start();
            int receive = 0;
            try{
                //读取输入的内容
                while((receive = System.in.read()) != -1){
                    writer.write(receive);
                }
            }finally {
                writer.close();
            }
        }
    
        private static class Print implements Runnable {
            private PipedReader reader;
    
            public Print(PipedReader reader) {
                this.reader = reader;
            }
    
            @Override
            public void run() {
                int receive = 0;
                try{
                    while ((receive = reader.read()) != -1){
                        //字符转换
                        System.out.print((char) receive);
                    }
                }catch (IOException e) {
                    System.out.print(e);
                }
            }
        }
    }
    

    测试结果
    在这里插入图片描述

    NOTE:对于Piped类型的流,必须先进性绑定,也就是调用connect()方法,如果没有将输入/输出流绑定起来,对于该流的访问将抛出异常。

    展开全文
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    千次阅读 2020-11-04 22:56:15
    而一个进程中有可以同时拥有多个线程执行,这种情况就被称为多线程。 并发与并行: 线程的并发是指处理器CPU在极短的时间内交替执行每个线程,而并行是指CPU同时处理多个线程。 2. 创建线程的方法 在python中,创建...

    1. 概述

    线程是操纵系统能够进行运算调度的最小单位。一条线程是指进程中一个单一顺序的控制流。线程可以为内核线程和用户线程。而一个进程中有可以同时拥有多个线程执行,这种情况就被称为多线程。
    并发与并行: 线程的并发是指处理器CPU在极短的时间内交替执行每个线程,而并行是指CPU同时处理多个线程。

    2. 创建线程的方法

    在python中,创建线程有两个方法,一个是通过继承Thread类并重写Thread类的run方法来创建线程,另一个就是通过创建Thread类对象并指定要执行的函数来实现的。

    >通过继承Thread类来实现
    from threading import Thread
    from threading import currentThread
    # 创建一个类继承Thread类
    class T1(Thread):
    	# 重写run方法
    	def run(self):
    		# 打印信息
    		print(currentThread().name+"工作了!")
    
    if __name__=="__main__":
    	# 创建线程1和线程2,其中T1类由于没有自定义初始化方法,所以会自动调用其父类Thread的初始化方法。
    	t1 = T1(name="线程1")
    	t2 = T1(name="线程2")
    	# 启动线程
    	t1.start()
    	t2.start()
    	# 让主线程在这行代码后等t1和t2线程运行完后再执行后续代码
    	t1.join()
    	t2.join()
    	# 打印结束语句
    	print("t1和t2线程执行完毕")
    
    
    >通过创建Thread类对象指定要执行的函数实现
    from threading import Thread
    from threading import currentThread
    
    # 定义线程需要执行的函数
    def t1(m:int):
        # 打印当前线程名信息
        print(currentThread().name+"工作了!"+str(m))
    
    if __name__=="__main__":
        # 创建线程t1和t2,通过Thread类
        th1 = Thread(target=t1,args=(1,),name="线程1")
        th2 = Thread(target=t1, args=(2,), name="线程2")
        # 启动线程
        th1.start()
        th2.start()
        th1.join()
        th2.join()
        # 上面join方法的目的就是让下面这句话在th1和th2线程执行完后再执行下面这句话
        print("线程1和线程2任务执行完了")
    

    3. 线程间的通信机制

    >共享变量

    通过共享变量来实现,简单来说就是定义一个全局变量来实现,具体示例如下:

    from threading import Thread
    from threading import currentThread
    
    def task():
        global var
        while var:
            print(currentThread().name + "打印了" + str(var.pop()))
    
    if __name__ == "__main__":
        var = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
        t1 = Thread(target=task, name="线程1")
        t2 = Thread(target=task, name="线程2")
        t1.start()
        t2.start()
        t1.join()
        t2.join()
        print("执行结束!")
    

    在上述线程中,t1和t2两个线程共享了变量var,不过使用这种方式时,需要注意线程之间的同步问题(具体参见《生产者消费者模式的实现》)
    上述程序的执行结果如下:
    在这里插入图片描述

    >使用Queue实现
    from queue import Queue
    from threading import Thread
    from threading import currentThread
    
    # 定义一个方法,不断向队列中输入数据
    def task_put(var):
        for i in range(1, 8):
            print(currentThread().name+"向队列中输入了"+str(i))
            var.put(i)
    
    # 定义一个方法,不断从队列中取出数据
    def task(var):
        while not var.empty():
            print(currentThread().name + "输出了" + str(var.get()))
            # 该方法主要是和后面的var.join()语句联用,在使用Queue时,每次get数据并处理后,都要调用一次task_done()方法,来告知var.join()方法是否需要阻塞(即是执行主线程后续代码或退出主线程还是继续让主线程等待),并且在Queue为空时,程序执行主线程后续代码或退出主线程。
            var.task_done()
    
    
    if __name__ == "__main__":
        var = Queue(7)
        t1 = Thread(target=task_put, args=(var,),name="线程1")
        t2 = Thread(target=task, args=(var,),name="线程2")
        t1.start()
        t2.start()
        t1.join()
        t2.join()
        var.join()
        print("执行完毕")
    

    在本方法中,由于Queue本身就是线程安全的,所以不需要考虑线程之间的同步问题。上述程序的执行结果如下:
    在这里插入图片描述

    展开全文
  • 多线程之间如何通讯 wait、notify、notifyAll()方法 lock 停止线程 多线程之间如何实现通讯 什么是多线程之间通讯? 多线程之间通讯,其实就是多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作不同。 画图演示 需求:第一个...

    在这里插入图片描述

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    wait、notify、notifyAll()方法
    lock
    停止线程

    多线程之间如何实现通讯

    什么是多线程之间通讯?
    多线程之间通讯,其实就是多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作不同。
    画图演示
    需求:第一个线程写入(input)用户,另一个线程取读取(out)用户.实现读一个,写一个操作。
    在这里插入图片描述

    package com.evan.springboot.concurrentDemo.communication;
    
    import lombok.Data;
    
    /**
     * @author evanYang
     * @version 1.0
     * @date 2020/05/04 09:47
     */
    @Data
    public class Res {
        private String userName;
        private String userSex;
        private boolean flagDemo=false;
    }
    
    
    package com.evan.springboot.concurrentDemo.communication;
    
    /**
     * @author evanYang
     * @version 1.0
     * @date 2020/05/04 09:48
     */
    public class IntThread extends Thread {
        private Res res;
        public IntThread(Res res){
            this.res=res;
        }
        @Override
        public void run() {
            int count=0;
            while (true){
                synchronized (res){
                    if (res.isFlagDemo()){
                        try {
                            res.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    if (count==0){
                        res.setUserName("Evan");
                        res.setUserSex("男");
                    }else{
                        res.setUserName("Vale");
                        res.setUserSex("女");
                    }
                    count=(count+1)%2;
                    res.setFlagDemo(true);
                    res.notify();
                }
            }
        }
    
    }
    
    
    package com.evan.springboot.concurrentDemo.communication;
    
    import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
    
    /**
     * @author evanYang
     * @version 1.0
     * @date 2020/05/04 09:53
     */
    public class OoutThread extends Thread {
        private Res res;
    
        public OoutThread(Res res) {
            this.res = res;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                synchronized(res){
                    if (!res.isFlagDemo()){
                        try {
                            res.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println(JSONObject.toJSONString(res));
                    res.setFlagDemo(false);
                    res.notify();
                }
            }
        }
    }
    
    
    package com.evan.springboot.concurrentDemo.communication;
    
    /**
     * @author evanYang
     * @version 1.0
     * @date 2020/05/04 09:56
     */
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            Res res = new Res();
            IntThread intThread = new IntThread(res);
            OoutThread ooutThread = new OoutThread(res);
            intThread.start();
            ooutThread.start();
        }
    }
    
    

    在这里插入图片描述

    wait(),notify(),notifyAll()方法

    wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法,可以用来控制线程的状态。

    这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。

    如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去,然后处于等待状态。

    如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。

    如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。

    Wait与Sleep的区别?

    对于sleep()方法,我们首先要知道该方法是属于Thread类中的。而wait()方法,则是属于Object类中的。
    sleep()方法导致了程序暂停执行指定的时间,让出cpu该其他线程,但是他的监控状态依然保持者,当指定的时间到了又会自动恢复运行状态。
    在调用sleep()方法的过程中,线程不会释放对象锁。
    而当调用wait()方法的时候,线程会放弃对象锁,进入等待此对象的等待锁定池,只有针对此对象调用notify()方法后本线程才进入对象锁定池准备
    获取对象锁进入运行状态。

    JDK1.5-Lock

    在 jdk1.5 之后,并发包中新增了 Lock 接口(以及相关实现类)用来实现锁功能,Lock 接口提供了与 synchronized 关键字类似的同步功能,但需要在使用时手动获取锁和释放锁。

    Lock lock  = new ReentrantLock();
    lock.lock();
    try{
    //可能会出现线程安全的操作
    }finally{
    //一定在finally中释放锁
    //也不能把获取锁在try中进行,因为有可能在获取锁的时候抛出异常
      lock.ublock();
    }
    

    Lock 接口与 synchronized 关键字的区别

    Lock 接口可以尝试非阻塞地获取锁 当前线程尝试获取锁。如果这一时刻锁没有被其他线程获取到,则成功获取并持有锁。
    Lock 接口能被中断地获取锁 与 synchronized 不同,获取到锁的线程能够响应中断,当获取到的锁的线程被中断时,中断异常将会被抛出,同时锁会被释放。
    Lock 接口在指定的截止时间之前获取锁,如果截止时间到了依旧无法获取锁,则返回

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  • Linux下基于socket多线程并发通信的实现.pdf
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空空如也

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多线程之间是怎么通信的