线程同步以及多线程通信方式


一、什么是线程同步

当有一个线程在对内存进行操作时,其他线程都不可以对这个内存地址进行操作,直到该线程完成操作, 其他线程才能对该内存地址进行操作,而其他线程又处于等待状态,这就是线程同步

二、线程同步的几种方式

  • 同步方法
    即有synchronized关键字修饰的方法,由于java的每个对象都有一个内置锁,当用此关键字修饰方法时, 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前,需要获得内置锁,否则就处于阻塞状态。需要注意, synchronized关键字也可以修饰静态方法,此时如果调用该静态方法,将会锁住整个类。
  • 同步代码块
    即有synchronized关键字修饰的语句块,被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁,从而实现同步。需值得注意的是,同步是一种高开销的操作,因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法,使用synchronized代码块同步关键代码即可。
  • ReentrantLock
    Java 5新增了一个java.util.concurrent包来支持同步,其中ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁,它与使用synchronized具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力。需要注意的是,ReentrantLock还有一个可以创建公平锁的构造方法,但由于能大幅度降低程序运行效率,因此不推荐使用。
  • volatile
    volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制,使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新,因此每次使用该域就要重新计算,而不是使用寄存器中的值。需要注意的是,volatile不会提供任何原子操作,它也不能用来修饰final类型的变量。

三、Java中多线程之间的通信方式

  • wait()、notify()、notifyAll()

如果线程之间采用synchronized来保证线程安全,则可以利用wait()、notify()、notifyAll()来实现线程通信。这三个方法都不是Thread类中所声明的方法,而是Object类中声明的方法。

wait()方法可以让当前线程释放对象锁并进入阻塞状态。

notify()方法用于唤醒一个正在等待相应对象锁的线程,使其进入就绪队列,以便在当前线程释放锁后竞争锁,进而得到CPU的执行。

notifyAll()用于唤醒所有正在等待相应对象锁的线程,使它们进入就绪队列,以便在当前线程释放锁后竞争锁,进而得到CPU的执行。

  • await()、signal()、signalAll()

如果线程之间采用Lock来保证线程安全,则可以利用await()、signal()、signalAll()来实现线程通信。这三个方法都是Condition接口中的方法,该接口是在Java 1.5中出现的,它用来替代传统的wait+notify实现线程间的协作,它的使用依赖于 Lock。

事实上,await()/signal()/signalAll() 与wait()/notify()/notifyAll()有着天然的对应关系。即:Conditon中的await()对应Object的wait(),Condition中的signal()对应Object的notify(),Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。

  • 消息队列

线程之间需要通信,最经典的场景就是生产者与消费者模型,而BlockingQueue就是针对该模型提供的解决方案。

虽然BlockingQueue也是Queue的子接口,但它的主要用途并不是作为容器,而是作为线程通信的工具。BlockingQueue具有一个特征:当生产者线程试图向BlockingQueue中放入元素时,如果该队列已满,则该线程被阻塞;当消费者线程试图从BlockingQueue中取出元素时,如果该队列已空,则该线程被阻塞程序的两个线程通过交替向BlockingQueue中放入元素、取出元素,即可很好地控制线程的通信。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_44153131/article/details/129784859