线程通信,线程通信机制
请问线程间通信的几种方法
线程间通信的方法如下：
1、全局变量
进程中的线程间内存共享，这是比较常用的通信方式和交互方式。定义全局变量时最好使用volatile来定义，以防编译器对此变量进行优化。
2、Message消息机制
常用的Message通信的接口主要有两个：PostMessage和PostThreadMessage，PostMessage为线程向主窗口发送消息。而PostThreadMessage是任意两个线程之间的通信接口。
3、CEvent对象
CEvent为MFC中的一个对象，可以通过对CEvent的触发状态进行改变，从而实现线程间的通信和同步。
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什么是线程通信
多线程通信的方法主要有以下三种：
1.全局变量
进程中的线程间内存共享，这是比较常用的通信方式和交互方式。
注：定义全局变量时最好使用volatile来定义，以防编译器对此变量进行优化。
2.Message消息机制
常用的Message通信的接口主要有两个：PostMessage和PostThreadMessage，
PostMessage为线程向主窗口发送消息。而PostThreadMessage是任意两个线程之间的通信接口。
2.1.PostMessage()
函数原型：
B00L PostMessage（HWND hWnd，UINT Msg，WPARAM wParam，LPARAM lParam）；
参数：
hWnd：其窗口程序接收消息的窗口的句柄。可取有特定含义的两个值：
HWND.BROADCAST：消息被寄送到系统的所有顶层窗口，包括无效或不可见的非自身拥有的窗口、被覆盖的窗口
和弹出式窗口。消息不被寄送到子窗口。
NULL：此函数的操作和调用参数dwThread设置为当前线程的标识符PostThreadMessage函数一样。
Msg：指定被寄送的消息。
wParam：指定附加的消息特定的信息。
IParam：指定附加的消息特定的信息。
返回值：如果函数调用成功，返回非零值：如果函数调用失败，返回值是零。
MS还提供了SendMessage方法进行消息间通讯，SendMessage(),他和PostMessage的区别是：
SendMessage是同步的，而PostMessage是异步的。SendMessage必须等发送的消息执行之后，才返回。
2.2.PostThreadMessage()
PostThreadMessage方法可以将消息发送到指定线程。
函数原型：BOOL PostThreadMessage(DWORD idThread,UINT Msg,WPARAM wParam, LPARAM lParam);
参数除了ThreadId之外，基本和PostMessage相同。
目标线程通过GetMessage()方法来接受消息。
注：使用这个方法时，目标线程必须已经有自己的消息队列。否则会返回ERROR_INVALID_THREAD_ID错误。可以用
PeekMessage()给线程创建消息队列。
3.CEvent对象
CEvent为MFC中的一个对象，可以通过对CEvent的触发状态进行改变，从而实现线程间的通信和同步。
线程间通信有哪些方式
线程间通信方式有：
1、volatile
volatile有两大特性，一是可见性，二是有序性，禁止指令重排序，其中可见性就是可以让线程之间进行通信。volatile语义保证线程可见性有两个原则保证：
（1）所有volatile修饰的变量一旦被某个线程更改，必须立即刷新到主内存。
（2）所有volatile修饰的变量在使用之前必须重新读取主内存的值。
2、等待/通知机制
等待通知机制是基于wait和notify方法来实现的，在一个线程内调用该线程锁对象的wait方法，线程将进入等待队列进行等待直到被通知或者被唤醒。
3、join方式
join其实合理理解成是线程合并，当在一个线程调用另一个线程的join方法时，当前线程阻塞等待被调用join方法的线程执行完毕才能继续执行，所以join的好处能够保证线程的执行顺序。
但是如果调用线程的join方法其实已经失去了并行的意义，虽然存在多个线程，但是本质上还是串行的，最后join的实现其实是基于等待通知机制的。
4、threadLocal
threadLocal方式的线程通信，不像以上三种方式是多个线程之间的通信，它更像是一个线程内部的通信，将当前线程和一个map绑定，在当前线程内可以任意存取数据，减省了方法调用间参数的传递。
线程特点：
1、轻型实体
线程中的实体基本上不拥有系统资源，只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。线程的实体包括程序、数据和TCB。线程是动态概念，它的动态特性由线程控制块TCB（Thread Control Block）描述。
2、独立调度和分派的基本单位
在多线程OS中，线程是能独立运行的基本单位，因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”，故线程的切换非常迅速且开销小（在同一进程中的）。
3、可并发执行
在一个进程中的多个线程之间，可以并发执行，甚至允许在一个进程中所有线程都能并发执行；同样，不同进程中的线程也能并发执行，充分利用和发挥了处理机与外围设备并行工作的能力。
4、共享进程资源
在同一进程中的各个线程，都可以共享该进程所拥有的资源，这首先表现在：所有线程都具有相同的地址空间（进程的地址空间），这意味着，线程可以访问该地址空间的每一个虚地址。
此外，还可以访问进程所拥有的已打开文件、定时器、信号量机构等。由于同一个进程内的线程共享内存和文件，所以线程之间互相通信不必调用内核。
线程间的通信方式
线程间的通信方式：简单讲就是在锁、堆里的对象包括普通对象个原子变量，他们之间可以实现线程间的通信。
1、通过共享对象通信
线程间发送信号的一个简单方式是在共享对象的变量里设置信号值。线程A在一个同步块里设置boolean型成员变量hasDataToProcess为true，线程B也在同步块里读取hasDataToProcess这个成员变量。线程A和B必须获得指向一个MySignal共享实例的引用，以便进行通信。如果它们持有的引用指向不同的MySingal实例，那么彼此将不能检测到对方的信号。需要处理的数据可以存放在一个共享缓存区里，它和MySignal实例是分开存放的。
2、忙等待(Busy Wait)
准备处理数据的线程B正在等待数据变为可用。换句话说，它在等待线程A的一个信号，这个信号使hasDataToProcess()返回true，线程B运行在一个循环里，以等待这个信号。
3、wait(),notify()和notifyAll()
忙等待没有对运行等待线程的CPU进行有效的利用，除非平均等待时间非常短。否则，让等待线程进入睡眠或者非运行状态更为明智，直到它接收到它等待的信号。
Java有一个内建的等待机制来允许线程在等待信号的时候变为非运行状态。java.lang.Object 类定义了三个方法，wait()、notify()和notifyAll()来实现这个等待机制。
一个线程一旦调用了任意对象的wait()方法，就会变为非运行状态，直到另一个线程调用了同一个对象的notify()方法。为了调用wait()或者notify()，线程必须先获得那个对象的锁。也就是说，线程必须在同步块里调用wait()或者notify()。以下是MySingal的修改版本——使用了wait()和notify()的
等待线程将调用doWait()，而唤醒线程将调用doNotify()。当一个线程调用一个对象的notify()方法，正在等待该对象的所有线程中将有一个线程被唤醒并允许执行（校注：这个将被唤醒的线程是随机的，不可以指定唤醒哪个线程）。同时也提供了一个notifyAll()方法来唤醒正在等待一个给定对象的所有线程。
如你所见，不管是等待线程还是唤醒线程都在同步块里调用wait()和notify()。这是强制性的！一个线程如果没有持有对象锁，将不能调用wait()，notify()或者notifyAll()。否则，会抛出IllegalMonitorStateException异常。
但是，这怎么可能？等待线程在同步块里面执行的时候，不是一直持有监视器对象（myMonitor对象）的锁吗？等待线程不能阻塞唤醒线程进入doNotify()的同步块吗？答案是：的确不能。一旦线程调用了wait()方法，它就释放了所持有的监视器对象上的锁。这将允许其他线程也可以调用wait()或者notify()。
一旦一个线程被唤醒，不能立刻就退出wait()的方法调用，直到调用notify()的线程退出了它自己的同步块。换句话说：被唤醒的线程必须重新获得监视器对象的锁，才可以退出wait()的方法调用，因为wait方法调用运行在同步块里面。如果多个线程被notifyAll()唤醒，那么在同一时刻将只有一个线程可以退出wait()方法，因为每个线程在退出wait()前必须获得监视器对象的锁。
4、丢失的信号（Missed Signals）
notify()和notifyAll()方法不会保存调用它们的方法，因为当这两个方法被调用时，有可能没有线程处于等待状态。通知信号过后便丢弃了。因此，如果一个线程先于被通知线程调用wait()前调用了notify()，等待的线程将错过这个信号。这可能是也可能不是个问题。不过，在某些情况下，这可能使等待线程永远在等待，不再醒来，因为线程错过了唤醒信号。
为了避免丢失信号，必须把它们保存在信号类里。在MyWaitNotify的例子中，通知信号应被存储在MyWaitNotify实例的一个成员变量里。
留意doNotify()方法在调用notify()前把wasSignalled变量设为true。同时，留意doWait()方法在调用wait()前会检查wasSignalled变量。事实上，如果没有信号在前一次doWait()调用和这次doWait()调用之间的时间段里被接收到，它将只调用wait()。
（校注：为了避免信号丢失， 用一个变量来保存是否被通知过。在notify前，设置自己已经被通知过。在wait后，设置自己没有被通知过，需要等待通知。）
5、假唤醒
由于莫名其妙的原因，线程有可能在没有调用过notify()和notifyAll()的情况下醒来。这就是所谓的假唤醒（spurious wakeups）。无端端地醒过来了。
如果在MyWaitNotify2的doWait()方法里发生了假唤醒，等待线程即使没有收到正确的信号，也能够执行后续的操作。这可能导致你的应用程序出现严重问题。
为了防止假唤醒，保存信号的成员变量将在一个while循环里接受检查，而不是在if表达式里。这样的一个while循环叫做自旋锁 （校注：这种做法要慎重，目前的JVM实现自旋会消耗CPU，如果长时间不调用doNotify方法，doWait方法会一直自旋，CPU会消耗太大） 。被唤醒的线程会自旋直到自旋锁(while循环)里的条件变为false。
留意wait()方法是在while循环里，而不在if表达式里。如果等待线程没有收到信号就唤醒，wasSignalled变量将变为false,while循环会再执行一次，促使醒来的线程回到等待状态。
6、多个线程等待相同信号
如果你有多个线程在等待，被notifyAll()唤醒，但只有一个被允许继续执行，使用while循环也是个好方法。每次只有一个线程可以获得监视器对象锁，意味着只有一个线程可以退出wait()调用并清除wasSignalled标志（设为false）。一旦这个线程退出doWait()的同步块，其他线程退出wait()调用，并在while循环里检查wasSignalled变量值。但是，这个标志已经被第一个唤醒的线程清除了，所以其余醒来的线程将回到等待状态，直到下次信号到来。