Java中怎么實現(xiàn)線程間通信與信號量

Java中怎么實現(xiàn)線程間通信與信號量，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

1.信號量Semaphore

先說說Semaphore，Semaphore可以控制某個資源可被同時訪問的個數(shù)，通過acquire()獲取一個許可，如果沒有就等待，而release()釋放一個許可。一般用于控制并發(fā)線程數(shù)，及線程間互斥。另外重入鎖ReentrantLock也可以實現(xiàn)該功能，但實現(xiàn)上要復(fù)雜些。

功能就類似廁所有5個坑，假如有10個人要上廁所，那么同時只能有多少個人去上廁所呢？同時只能有5個人能夠占用，當(dāng)5個人中的任何一個人讓開后，其中等待的另外5個人中又有一個人可以占用了。另外等待的5個人中可以是隨機獲得優(yōu)先機會，也可以是按照先來后到的順序獲得機會。

單個信號量的Semaphore對象可以實現(xiàn)互斥鎖的功能，并且可以是由一個線程獲得了“鎖”，再由另一個線程釋放“鎖”，這可應(yīng)用于死鎖恢復(fù)的一些場合。

例子：

/**
 * @Description:
 * @param @param args
 * @return void 返回類型
 */
public static void main(String[] args) {
  // 線程池
  ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
  // 只能5個線程同時訪問
  final Semaphore semp = new Semaphore(5);
  // 模擬20個客戶端訪問
  for (int index = 0; index < 20; index++) {
    final int NO = index;
    Runnable run = new Runnable() {
      public void run() {
        try {
          // 獲取許可
          semp.acquire();
          System.out.println("獲得Accessing: " + NO);
          Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
          // 訪問完后，釋放
          semp.release();
          System.out.println("剩余可用信號-----------------"
              + semp.availablePermits());
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    };
    exec.execute(run);
  }
  // 退出線程池
  exec.shutdown();
}

輸出結(jié)果（可以想想為什么會這樣輸出）：

獲得Accessing: 1
獲得Accessing: 5
獲得Accessing: 2
獲得Accessing: 3
獲得Accessing: 0
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 4
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 9
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 8
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 6
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 10
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 11
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 12
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 13
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 7
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 15
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 16
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 17
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 14
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 18
剩余可用信號-----------------1
獲得Accessing: 19
剩余可用信號-----------------1
剩余可用信號-----------------2
剩余可用信號-----------------3
剩余可用信號-----------------4
剩余可用信號-----------------5

2.使用PIPE作為線程間通信橋梁

Pipe有一個source通道和一個sink通道。數(shù)據(jù)會被寫到sink通道，從source通道讀取。一進一出。先作為初步了解怎么使用。

值得注意的是該類在java.nio.channels下，說明該類屬于nio方式的數(shù)據(jù)通信方式，那就使用Buffer來緩沖數(shù)據(jù)。

Pipe原理的圖示：

Pipe就是個空管子，這個空管子一頭可以從管子里往外讀，一頭可以往管子里寫

操作流程：

1.首先要有一個對象往這個空管子里面寫。寫到哪里呢？這個空管子是有一點空間的，就在這個管子里。

寫的時候就是寫到管子本身包含的這段空間里的。這段空間大小是1024個字節(jié)。

2.然后另一個對象才能將這個裝滿了的管子里的內(nèi)容讀出來。

上代碼

package com.jx.test;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Pipe;
public class testPipe {
	/**
   * @Description:
   * @param @param args
   * @return void 返回類型
   * @throws IOException
   */
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 創(chuàng)建一個管道
		Pipe pipe = Pipe.open();
		final Pipe.SinkChannel psic = pipe.sink();
		// 要向管道寫數(shù)據(jù)，需要訪問sink通道
		final Pipe.SourceChannel psoc = pipe.source();
		// 從讀取管道的數(shù)據(jù)，需要訪問source通道
		Thread tPwriter = new Thread() {
			public void run() {
				try {
					System.out.println("send.....");
					// 創(chuàng)建一個線程，利用管道的寫入口Pipe.SinkChannel類型的psic往管道里寫入指定ByteBuffer的內(nèi)容
					int res = psic.write(ByteBuffer
										              .wrap("Hello,Pipe!測試通訊.....".getBytes("utf-16BE")));
					System.out.println("send size:" + res);
				}
				catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
		;
		Thread tPreader = new Thread() {
			public void run() {
				int bbufferSize = 1024 * 2;
				ByteBuffer bbuffer = ByteBuffer.allocate(bbufferSize);
				try {
					System.out.println("recive.....");
					// 創(chuàng)建一個線程，利用管道的讀入口Pipe.SourceChannel類型的psoc將管道里內(nèi)容讀到指定的ByteBuffer中          
					int res = psoc.read(bbuffer);
					//數(shù)據(jù)未
					System.out.println("recive size:"+res+" Content:" + ByteBufferToString(bbuffer));
				}
				catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
		;
		tPwriter.start();
		tPreader.start();
	}
	/**
   *ByteBuffer--> String的轉(zhuǎn)換函數(shù)
   */
	public static String ByteBufferToString(ByteBuffer content) {
		if (content == null || content.limit() <= 0
				        || (content.limit() == content.remaining())) {
			System.out.println("不存在或內(nèi)容為空！");
			return null;
		}
		int contentSize = content.limit() - content.remaining();
		StringBuffer resultStr = new StringBuffer();
		for (int i = 0; i < contentSize; i += 2) {
			resultStr.append(content.getchar(i));
		}
		return resultStr.toString();
	}
}

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