Java如何实现多个线程之间共享数据

目录

• 实现多个线程之间共享数据
• 一、 如果每个线程执行的代码相同
• 二、 如果每个线程执行的代码不同
• 多线程之间共享数据的方式探讨
• 方式一：代码一致
• 方式二：代码不一致

实现多个线程之间共享数据

一、 如果每个线程执行的代码相同

可以使用同一个Runnable对象，这个Runnable对象中有那个共享数据，例如：卖票系统

class Ticket implements Runnable{
    private  int tick = 20;
    Object obj = new Object();
    public void run(){
        while(true){
            synchronized(obj){
                if(tick>0){
                    //只能try，因为run是复写了Runnable接口的run,接口的run没有抛
                    try{Thread.sleep(100);}catch(Exception e){}  //使用sleep不然执行每个线程都会占用完毕
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);
                }
            }
        }
    }
}  

class  TicketDemo
{
    public static void main(String[] args) {  

        //只建立了一个Ticket对象，内存中只有一个tick成员变量，所以是共享数据
        Ticket t = new Ticket();  

        Thread t1 = new Thread(t);
        Thread t2 = new Thread(t);
        Thread t3 = new Thread(t);
        Thread t4 = new Thread(t);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
} 

输出结果

Thread-0....sale : 20
Thread-1....sale : 19
 .......
Thread-3....sale : 2
Thread-3....sale : 1

二、 如果每个线程执行的代码不同

1、具体实现

将共享数据封装在另外一个对象中，然后将这个对象逐一传递给各个Runnable对象。每个线程对共享数据的操作方法也分配到那个对象身上去完成，这样容易实现针对该数据进行的各个操作的互斥和通信。

思想： 一个类提供数据和操作数据的同步方法，另外定义两个线程通过构造函数接收并操作数据，在主函数中直接创建线程对象，即可完成操作（可以实现两个内部类，不用构造方法传值，使用final定义data局部变量）

例如： 设计4个线程，其中两个线程每次对j增加1，另外两个线程每次对j减少1

public class MultyThreadShareMethod1 {
    public static void main(String[] args){
        //将数据封装到一个对象上，
        ShareData2 data1 = new ShareData2();  

        //在runnable的构造函数中直接传入去操作
        for(int i=0;i<2;i++){
        new Thread(new MyRunnable1(data1)).start();
        new Thread(new MyRunnable2(data1)).start();
        }
    }
}  

//封装共享数据和操作共享数据方法的类
class ShareData2{
    private int j = 10;
    public synchronized void increment() {
        j++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" inc : "+j);
    }
    public synchronized void decrement() {
        j--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" dec : "+j);
    }
}  

//增加的线程，需要传入一个共享数据
class MyRunnable1 implements Runnable {
    private ShareData2 data;
    public MyRunnable1(ShareData2 data) {
        this.data = data;
    }
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<10;i++){
        data.increment();
        }
    }
}  

//减少的线程，需要传入一个共享数据
class MyRunnable2 implements Runnable {
    private ShareData2 data;
    public MyRunnable2(ShareData2 data) {
        this.data = data;
    }
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<10;i++){
        data.decrement();
        }
    }
}  

输出结果

Thread-0 inc : 11
...
Thread-1 dec : 10

2、 技巧总结

要同步互斥的几段代码最好是分别放在几个独立的方法中，这些方法再放在同一个类中，这样比较容易实现它们之间的同步互斥或通信。

极端且简单的方式，即在任意一个类中定义一个static的变量，这将被所有线程共享。

多线程之间共享数据的方式探讨

方式一：代码一致

如果每个线程执行的代码相同，可以用一个 Runnable 对象，这个 Runnable 对象中存放那个共享数据（卖票系统可以这样做）。

public class MultiThreadShareData {
    public static void main(String[] args) {
        MyShareData shareData=new MyShareData();
        //放入不同的线程中
        new Thread(shareData).start();
        new Thread(shareData).start();
    }
}

class MyShareData implements Runnable {
        // 共享的数据
        private int count = 100;
        @Override
        public void run() {
            while (count > 0) {
                synchronized (this) {
                    if (count > 0) {
                        count--;
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 减了1，count还剩：" + count);
                    }
                }
            }
        }
    }

方式二：代码不一致

如果每个线程执行的代码不同时，就需要不同的 Runnable 对象：

a. 将共享数据封装在一个对象中，然后将这个对象逐一传递给各个 Runnable 对象，每个线程对共享数据操作的方法也分配到这个对象中，这样容易实现针对该数据进行的各个操作的互斥通信。

public class MultiThreadShareData {
    private int shareData=0;
    public static void main(String[] args) {
        ShareData data = new ShareData();
        new Thread(new MyRunnable1(data)).start();
        new Thread(new MyRunnable2(data)).start();
    }
}

class MyRunnable1 implements Runnable{
    private ShareData data;
    public MyRunnable1(ShareData data){
        this.data=data;
    }

    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<100;i++){
            //对数据进行增加
            this.data.increment();
        }
    }
}

class MyRunnable2 implements Runnable{
    private ShareData data;
    public MyRunnable2(ShareData data){
        this.data=data;
    }

    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<100;i++){
            //对数据进行减少
            this.data.decrement();
        }
    }
}

/**
 将共享的数据封装成一个类
*/
class ShareData{
    //共享数据
    private int j=0;
    public synchronized void increment(){
        this.j++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":j增加了1后j="+j);
    }

    public synchronized void decrement() {
        this.j--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":j减少了1后j="+j);
    }
    public int getJ() {
        return j;
    }
}

b. 将 Runnable 对象作为某一个类的内部类，共享数据作为这个外部类的成员变量，每个线程对共享数据的操作方法也分配到外部类中，实现共享数据的互斥和通信操作，作为内部类的各个 Runnable 对象调用外部类的这些方法。

public class MultiThreadShareData {
    private int shareData=0;
    public static void main(String[] args) {
        MultiThreadShareData m=new MultiThreadShareData();
        //初始化Runnable对象
        MyRunnable1 myRunnable1 = m.new MyRunnable1();
        MyRunnable2 myRunnable2=m.new MyRunnable2();
        //开启线程
        new Thread(myRunnable1).start();
        new Thread(myRunnable2).start();
    }

    private synchronized void increment(){
        this.shareData++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":shareData增加了1后shareData="+shareData);
    }

    private synchronized void decrement() {
        this.shareData--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":shareData减少了1后shareData="+shareData);
    }

    /**
     * 作为内部类的Runnable对象
     */
    class MyRunnable1 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for(int i=0;i<100;i++){
                increment();
            }
        }
    }

    class MyRunnable2 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for(int i=0;i<100;i++){
                decrement();
            }
        }
    }
}

c. 以上两种方法的组合：将共享数据封装到一个对象中，每个线程对共享数据的操作方法也分配到对象中，对象作为外部类的成员变量或方法中的局部变量，每个线程的 Runnable 作为成员内部类或局部内部类。

 public class MultiThreadShareData {
   public static void main(String[] args) {
       ShareData data = new ShareData();
       new Thread(()->{
           for(int i=0;i<100;i++){
               data.increment();
           }
       }).start();

       new Thread(()->{
           for (int j=0;j<100;j++) {
               data.decrement();
           }
       }).start();
   }
}

/**
封装共享数据的对象
*/
class ShareData{
   //共享数据
   private int j=0;

   /**
    对共享数据进行操作的方法
   */
   public synchronized void increment(){
       this.j++;
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":j增加了1后j="+j);
   }

   public synchronized void decrement() {
       this.j--;
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":j减少了1后j="+j);
   }

   public int getJ() {
       return j;
   }
}

总之，要同步互斥的几段代码最好放在几个独立的方法中，这些方法再放入一个类中，这样比较容易实现它们之间的同步互斥和通信。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持我们。