并发编程——线程通信
来源:互联网 发布:cpu测试软件 linux 编辑:程序博客网 时间:2024/06/04 17:52
在说明线程通信前,我们有必要对进程通信进行了解。
1、进程通信方法
进程间通信的方法主要有以下几种:
(1)无名管道( pipe )
管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
(2)高级管道(popen)
将另一个程序当做一个新的进程在当前程序进程中启动,则它算是当前程序的子进程,这种方式我们成为高级管道方式。
(3)有名管道 (named pipe)
有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
(4) 消息队列
消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息,被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字 节流以及缓冲区大小受限等缺点。
(5)信号量( semophore )
信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
(6)信号 ( sinal )
信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。除了用于进程间通信外,进程还可以发送信号给进程本身。
(7)共享内存( shared memory )
共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,如信号量配合使用,来实现进程间的同步和互斥。
(8)套接字(Socket)
为一般的进程间通信机制,可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的,但现在一般可以移植到其它类Unix系统上:Linux和System V的变种都支持套接字。
2、线程间的通信
线程的通信是指线程之间以何种机制来交换信息。在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种共享内存和消息传递。
在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信,典型的共享内存通信方式就是通过共享对象进行通信。
在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信,在java中典型的消息传递方式就是wait()、notify()、notifyAll()等方法。
2.1 共享内存
共享内存只要是指多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信。多个线程需要访问同一个共享变量,谁拿到了锁(获得了访问权限),谁就可以执行。
public class MyObject { synchronized public void methodA() { //do something.... } synchronized public void methodB() { //do some other thing }}public class ThreadA extends Thread { private MyObject object; //省略构造方法 @Override public void run() { super.run(); object.methodA(); }}public class ThreadB extends Thread { private MyObject object; //省略构造方法 @Override public void run() { super.run(); object.methodB(); }}public class Run { public static void main(String[] args) { MyObject object = new MyObject(); //线程A与线程B 持有的是同一个对象:object ThreadA a = new ThreadA(object); ThreadB b = new ThreadB(object); a.start(); b.start(); }}
由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object,尽管这两个线程需要调用不同的方法,但是它们是同步执行的,比如:线程B需要等待线程A执行完了methodA()方法之后,它才能执行methodB()方法。这样,线程A和线程B就实现了通信。多个线程需要访问同一个共享变量,谁拿到了锁(获得了访问权限),谁就可以执行。
2.2 消息传递
消息传递实现线程间通信的典型方式就是wait()和notify()等方法。在文章 java线程方法详细介绍 中已有介绍,这里不再介绍。
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