Java多线程通讯

Java多线程通讯，通常指的是在Java编程中线程间的数据共享和状态同步。Java提供了多种机制来协调和管理不同线程间的交互，以下是一些基本的多线程通信方法和策略。

synchronized关键字

synchronized 是实现同步的最基本方式之一，它提供了一种锁机制，允许线程获取对象锁，从而确保线程独占资源。

public class SharedResource {
    // 同步方法
    public synchronized void syncMethod() {
        // 方法体
    }

    // 同步代码块
    public void syncBlock() {
        synchronized(this) {
            // 代码块
        }
    }
}

wait()、notify() 和 notifyAll() 方法

这些方法是Object类的一部分，必须在同步代码块或方法中使用，它们用于线程间的等待和通知机制。

• wait() 方法会让当前线程放弃锁并阻塞，直到其他线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法。
• notify() 方法会随机唤醒一个等待该对象锁的线程。
• notifyAll() 方法会唤醒所有等待该对象锁的线程。

volatile 关键字

volatile 关键字确保变量的修改对所有线程立即可见，它防止了编译器对变量访问的优化，从而确保从内存中读取。

public class SharedObject {
    private volatile boolean flag = false;

    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }
}

BlockingQueue

java.util.concurrent.BlockingQueue 接口有多个实现，它提供了线程安全的队列操作。线程可以安全地从队列插入和移除元素，如果队列为空，消费者线程会阻塞等待，直到队列中有可用元素为止；如果队列已满，生产者线程也会阻塞等待，直到队列出现空位。

BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();

// 生产者线程
new Thread(() -> {
    try {
        queue.put(1); // 如果队列满，阻塞等待
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
}).start();

// 消费者线程
new Thread(() -> {
    try {
        int value = queue.take(); // 如果队列空，阻塞等待
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
}).start();

CompletableFuture

java.util.concurrent.CompletableFuture 在Java 8中引入，它是Future接口的一个实现，提供了非阻塞的线程间通信。

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // 异步执行代码
});

future.thenAccept((Void) -> {
    // 当异步代码执行完毕后，在这里进行操作
});

ReentrantLock 和 Condition

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock 是显式锁的一个实现，在与Condition结合使用时，它提供了类似 wait() 和 notify() 的功能。

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();

// 生产者
lock.lock();
try {
    // 生产条件不满足时等待
    while (someConditionIsNotMet) {
        condition.await();
    }
    // 生产物品
    condition.signalAll(); // 通知消费者线程
} finally {
    lock.unlock();
}

// 消费者
lock.lock();
try {
    // 消费条件不满足时等待
    while (someOtherConditionIsNotMet) {
        condition.await();
    }
    // 消费物品
    condition.signalAll(); // 通知生产者线程
} finally {
    lock.unlock();
}

这些机制都是多线程通信的关键，使用它们可以在Java中实现高效、安全的线程协作。在实现多线程通信时，需注意死锁、饥饿、竞态条件等多线程问题。确保对多线程的理解深入和正确的设计模式应用将会是编写稳健多线程程序的基础。