Java多线程通信方式详解

由 Java Q&A Hub 使用 GPT-4o-mini 回答

问题：

Java面试题之多线程 线程之间是如何通信的？

回答：

在Java中，线程之间的通信主要通过以下几种方式实现：

  1. 共享变量：

    • 线程可以通过共享变量来进行通信。多个线程可以访问同一个对象的属性，通过对这些属性的读写来传递信息。为了确保线程安全，通常需要使用 synchronized 关键字来同步对共享变量的访问。

  2. wait() 和 notify() 方法：

    • Java的对象都有一个监视器锁（monitor），可以通过 wait() 和 notify() 方法实现线程间的通信。
    • wait() 方法使当前线程等待，直到其他线程调用同一对象的 notify() 或 notifyAll() 方法。
    • notify() 方法会唤醒在该对象监视器上等待的单个线程，而 notifyAll() 会唤醒所有等待的线程。

    示例代码：

    class SharedResource {
    private int data;
    private boolean available = false;

    public synchronized int get() throws InterruptedException {
        while (!available) {
            wait(); // 等待数据可用
        }
        available = false;
        notify(); // 通知生产者可以生产
        return data;
    }

    public synchronized void put(int value) throws InterruptedException {
        while (available) {
            wait(); // 等待数据被消费
        }
        data = value;
        available = true;
        notify(); // 通知消费者可以消费
    }
}

  3. BlockingQueue：

    • Java提供了java.util.concurrent包中的BlockingQueue接口及其实现（如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等），可以用于线程间的通信。BlockingQueue提供了线程安全的队列操作，生产者可以将数据放入队列，消费者可以从队列中取出数据，且在队列为空或满时会自动阻塞。

    示例代码：

    import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

class Producer implements Runnable {
    private BlockingQueue<Integer> queue;

    public Producer(BlockingQueue<Integer> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                queue.put(i);
                System.out.println("Produced: " + i);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

class Consumer implements Runnable {
    private BlockingQueue<Integer> queue;

    public Consumer(BlockingQueue<Integer> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                int value = queue.take();
                System.out.println("Consumed: " + value);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

  4. CountDownLatch 和 CyclicBarrier：

    • 这些是用于线程间协调的工具，CountDownLatch可以使一个或多个线程等待直到在其他线程中执行的一组操作完成，而CyclicBarrier允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点。

  5. Semaphore：

    • Semaphore是一个计数信号量，可以用于控制对共享资源的访问。它可以用于实现线程间的通信和协调。

通过以上方式，Java中的线程可以有效地进行通信和协作。选择合适的通信方式取决于具体的应用场景和需求。

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