Java并发编程艺术 - 管道输入和输出流

Java管道

管道连接输入流和输出流。

管道I/O基于生产者 - 消费者模式，其中生产者产生数据，而消费者消费数据。在管道I/O中，创建两个流代表管道的两端。

PipedOutputStream对象表示流的一端，PipedInputStream对象则表示流的另一端。使用两个对象的connect()方法连接两端。

@Slf4j
public class PipedStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        PipedStreamReceive pipedStreamReceive1 = new PipedStreamReceive("receive1");

        //指定输入管道
        PipedStreamSend pipedStreamSend1 = new PipedStreamSend("send1", pipedStreamReceive1.pipedInputStream);

        Thread thread1 = new Thread(pipedStreamSend1.runnable);
        Thread thread2 = new Thread(pipedStreamReceive1.runnable);

        thread1.start();
        //等先发一下
        Thread.sleep(5000);
        thread2.start();
    }


    @Data
    public static class PipedStreamSend {

        //初始化
        private PipedOutputStream pipedOutputStream = new PipedOutputStream();
        private PipedInputStream pipedInputStream;
        //消息内容
        private AtomicInteger num = new AtomicInteger(0);

        //输入流管道标识
        private String name;

        public PipedStreamSend(String name, PipedInputStream pipedInputStream) {
            this.name = name;
            this.pipedInputStream = pipedInputStream;
        }

        private Runnable runnable = () -> {
            try {
                //连接输入管道
                pipedOutputStream.connect(pipedInputStream);

                while (true) {
                    //写入流
                    pipedOutputStream.write(num.incrementAndGet());
                    //刷新缓冲
                    pipedOutputStream.flush();
                    log.info("name:{},num:{}", this.name, this.num.get());
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        };
    }

    @Data
    public static class PipedStreamReceive {

        //初始化
        private PipedInputStream pipedInputStream = new PipedInputStream();

        //输入流管道标识
        private String name;

        public PipedStreamReceive(String name) {
            this.name = name;
        }

        private Runnable runnable = () -> {
            try {
                int num;
                //读取流
                while ((num = pipedInputStream.read()) != -1) {
                    log.info("name:{},num:{}", name, num);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        };
    }
}

执行结果

name:send1,num:1
name:send1,num:2
name:send1,num:3
name:send1,num:4
name:send1,num:5
name:receive1,num:1
name:receive1,num:2
name:receive1,num:3
name:receive1,num:4
name:receive1,num:5
name:receive1,num:6
name:send1,num:6

优缺点

优点:

• 创建管道输出流PipedOutputStream pos和管道输入流PipedInputStream pis
• 将pos和pis匹配，pos.connect(pis);
• 将pos赋给信息输入线程，pis赋给信息获取线程，就可以实现线程间的通讯了

缺点:

• 管道流只能在两个线程之间传递数据
• 管道流只能实现单向发送，如果要两个线程之间互通讯，则需要两个管道流

总结

作为线程通讯方式之一，可以看到管道流使用起来很方便，但是制约也很大，具体使用要看实际的需求，如果项目中只有两个线程持续传递消息，那用管道流也很方便，如果项目中有很多个线程之间需要通讯，那还是用共享变量的方式来传递消息比较方便。