JAVA之线程间的通信机制

最新推荐文章于 2025-02-13 14:54:26 发布

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#java #python #开发语言

Java中线程间的通信机制主要用于协调多个线程之间的协作，使得它们能够在特定的时机交换信息、同步执行或触发特定行为。

以下是Java中常用的线程间通信机制：

共享变量与同步机制：
- volatile关键字：用来修饰共享变量，确保线程对变量的修改对其他线程立即可见，消除指令重排序带来的影响，适用于简单的状态标记等场景。
- synchronized关键字：用于实现临界区同步，通过锁定特定对象，确保同一时刻只有一个线程访问共享资源。在synchronized代码块或方法中，可以安全地修改共享变量，同时配合wait()、notify()、notifyAll()方法实现线程间的通信。
  - wait()：当前线程释放锁并进入等待状态，直到被其他线程调用notify()或notifyAll()唤醒。
  - notify()：唤醒一个因调用wait()而处于等待状态的线程。
  - notifyAll()：唤醒所有因调用wait()而处于等待状态的线程。

/**
 * 共享变量与同步机制（synchronized + wait/notify）
 */
public class SharedVarExample {
   
   
    private int value;
    private final Object lock = new Object();

    public void increment() {
   
   
        synchronized (lock) {
   
   
            value++;
            System.out.printf("增加value值为：%d\n", value);
            lock.notify();//唤醒等待的线程
        }
    }

    public void decrement() {
   
   
        synchronized (lock) {
   
   
            while (value == 0) {
   
    //条件不满足时等待
                try {
   
   
                    System.out.println("等待value值被修改...");
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
   
   
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }
            value--;
            System.out.printf("减少value值为：%d\n", value);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
   
   
        SharedVarExample example = new SharedVarExample();

        //创建修改共享资源的线程
        Thread updateThread = new Thread(new Runnable() {
   
   
            @Override
            public void run() {
   
   
                try {
   
   
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1); //模拟延迟，确保等待线程先启动
                } catch (InterruptedException e) {
   
   
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                example.increment();
            }
        });

        //创建等待共享资源变化的线程
        Thread waitThread = new Thread(new Runnable() {
   
   
            @Override
            public void run() {
   
   
                example.decrement();
            }
        });

        //启动线程
        waitThread.start();
        updateThread.start();

        //等待两个线程结束
        waitThread.join();
        updateThread.join();

        System.out.println("两个线程都执行完了。");
    }
    //执行结果
    /*
    等待value值被修改...
    增加value值为：1
    减少value值为：0
    两个线程都执行完了。
    */
}

Lock与Condition接口：
- ReentrantLock：可重入锁，比synchronized提供了更灵活的锁定机制，如公平锁、非公平锁的选择，以及尝试加锁、定时加锁等操作。
- Condition：与ReentrantLock配套使用，替代了synchronized的wait/notify机制。每个Condition对象都关联一个Lock，线程可以调用condition.await()进入等待状态，并在其他线程调用condition.signal()或condition.signalAll()时被唤醒。Condition允许创建多个等待-通知条件，适用于更为复杂的同步场景。

/**
 * Lock与Condition接口
 */
public class LockConditionExample {
   
   
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();
    private boolean ready;

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