【多线程面试题 七】、 说一说Java多线程之间的通信方式

简介: Java多线程之间的通信方式主要有:使用Object类的wait()、notify()、notifyAll()方法进行线程间协调;使用Lock接口的Condition的await()、signal()、signalAll()方法实现更灵活的线程间协作;以及使用BlockingQueue作为线程安全的队列来实现生产者和消费者模型的线程通信。

面试官:说一说Java多线程之间的通信方式**

参考答案:

在Java中线程通信主要有以下三种方式:

1、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。原因是每个对象都拥有锁,所以让当前线程等待某个对象的锁,当然应该通过这个对象来操作。并且因为当前线程可能会等待多个线程的锁,如果通过线程来操作,就非常复杂了。另外,这三个方法都是本地方法,并且被final修饰,无法被重写。

  • 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。

  • 每个锁对象都有两个队列,一个是就绪队列,一个是阻塞队列。就绪队列存储了已就绪(将要竞争锁)的线程,阻塞队列存储了被阻塞的线程。当一个阻塞线程被唤醒后,才会进入就绪队列,进而等待CPU的调度。反之,当一个线程被wait后,就会进入阻塞队列,等待被唤醒。

2、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。相比使用wait+notify,使用Condition的await+signal这种方式能够更加安全和高效地实现线程间协作。

  • Condition依赖于Lock接口,生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition() 。 必须要注意的是,Condition 的 await()/signal()/signalAll() 使用都必须在lock保护之内,也就是说,必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用。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()。

3、BlockingQueue

  • Java 5提供了一个BlockingQueue接口,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。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。

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