Использование каналов для ввода/вывода между потоками

Часто бывает полезно организовать взаимодействие потоков посредством механизмов ввода/вывода. Библиотеки потоков могут предоставлять поддержку ввода/вывода между потоками в форме каналов (pipes). Последние представлены в стандартной библиотеке ввода/вывода Java классами PipedWriter (позволяет потоку записывать в канал) и PipedReader (предоставляет возможность другому потоку считывать из того же канала).

Простой пример взаимодействия двух потоков через канал:

//: concurrency/PipedIO.java

// Использование каналов для ввода/вывода между потоками

import java.util.concurrent.*;

import java.io.*;

import java.util.*;

import static net.mindview.util.Print.*;

class Sender implements Runnable {

private Random rand = new Random(47);

private PipedWriter out = new PipedWriter();

public PipedWriter getPipedWriter() { return out; }

public void run() {

try {

while(true)

for(char c = 'A'; c <= 'z'; c++) {

out.write(c);

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(500));

}

} catch(IOException e) {

print(e + " Sender write exception");

} catch(InterruptedException e) {

print(e + " Sender sleep interrupted");

}

}

}

class Receiver implements Runnable {

private PipedReader in;

public Receiver(Sender sender) throws IOException {

in = new PipedReader(sender.getPipedWriter());

}

public void run() {

try {

while(true) {

// Блокируется до появления следующего символа:

printnb("Read: " + (char)in.read() + ", ");

}

} catch(IOException e) {

print(e + " Receiver read exception");

}

}

}

public class PipedIO {

public static void main(String[] args) throws Exception {

Sender sender = new Sender();

Receiver receiver = new Receiver(sender);

ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();

exec.execute(sender);

exec.execute(receiver);

TimeUnit.SECONDS.sleep(4);

exec.shutdownNow();

}

}

<spoiler text="Output:"> (65% match)

Read: A, Read: B, Read: C, Read: D, Read: E, Read: F, Read: G, Read: H, Read: I,

Read: J, Read: K, Read: L, Read: M,

java.lang.InterruptedException: sleep interrupted Sender sleep interrupted

java.io.InterruptedIOException Receiver read exception

</spoiler> Классы Sender и Receiver представляют задачи, которые должны взаимодействовать друг с другом. В классе Sender создается канал PipedWriter, существующий как автономный объект, однако при создании канала PipedReader в классе Receiver конструктору необходимо передать ссылку на PipedWriter. Sender записывает данные в канал Writer и бездействует в течение случайно выбранного промежутка времени. Класс Receiver не содержит вызовов sleep() или wait(), но при проведении чтения методом read() он автоматически блокируется при отсутствии данных.

Заметьте, что потоки sender и receiver запускаются из main() после того, как объекты были полностью сконструированы. Если запускать не полностью сконструированные объекты, каналы на различных платформах могут демонстрировать несогласованное поведение.