线程间通信的方式----全面解析

并发编程核心技术

最新推荐文章于 2025-08-31 14:13:00 发布

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#java #多线程

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本文深入解析了volatile和synchronize在并发编程中的作用，包括数据的可见性、原子性和有序性；详细介绍了等待通知机制的实现原理及其在多线程环境下的应用；探讨了管道输入输出流的绑定方式和异常处理；分析了Thread.join()方法在多线程同步中的作用；并解释了ThreadLocal的使用场景，如数据库连接和session管理。

一.volatile和synchronize

1.volatile:读取数据时每次都从主内存中读取，每次写数据都要刷新到主内存，保证了数据的可见性和有序性。

2.synchronize：对需要操作的数据进行加锁，保证只有一个线程访问，保证数据的可见性和原子性，但是不保证数据的有序性。

二.等待通知机制

调用此类方法首先都要获得锁，即该语句要放到synchronize语句块内部。如果没有加锁会抛出异常：Exception in thread “main” java.lang.IllegalMonitorStateException

1.object.wait() 该方法会使线程放弃锁资源和cpu资源进入WAITING或者TIMED_WAITING状态。线程被加入到等待队列。

2.object.notify() 从等待队列中任意取一个线程唤醒，并将其放入同步队列中，唤醒哪个线程它是任意的。

3.object.notifyAll() 将等待队列里面的线程全部唤醒，加入到同步队列中。

三.管道输入输出流

对于Pipe类型的流，必须要先进行绑定，也就是调用connect()方法，如果没有将输入输出流进行绑定的话，对于流的访问会抛出IOException异常。
主要包括两类：
1.字节流
pipeOutputStream()
pipeInputStream()
2.字符流
pipeReader()
PipeWriter()

四.Thread.join()

用于等待其他线程执行完之后再继续工作。如果线程A执行了thread.join(),则A线程会等待thread线程终止后才继续执行后续内容。

五.ThreadLocal的使用 //主要用于数据库连接和session管理

ThreadLocal即是线程变量，是一个以ThreadLocal对象为键，任意对象为值的存储结构。
ThreadLocal类下有个ThreadLocalMap的子类，他是一个map类型结构，维护一个Entry（threadlocal,value)类型数组。
每个线程都拥有一个ThreadLocalMap类型的变量threadLocals，它存储了多个该线程拥有的（threadlocal,value)键值对。

源码比较简单，主要看一下set()和get()方法
set()方法

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);//获取当前线程的ThreadLocalMap
        if (map != null) {
            map.set(this, value);//设置值
        } else {
            createMap(t, value);//建一个
        }
    }

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

get()方法

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);//获取当前线程的ThreadLocalMap
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);//通过本ThreadLocal获取到Entry键值对
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;//通过Entry获取值
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();//如果获取到的Entry为空，则需要初始化，初始化时值为null，返回的值也为null
    }

 private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();//查看源码返回的时null
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            map.set(this, value);
        } else {
            createMap(t, value);//直接创建value为null
        }
        if (this instanceof TerminatingThreadLocal) {
            TerminatingThreadLocal.register((TerminatingThreadLocal<?>) this);
        }
        return value;
    }

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