Java線(xiàn)程協(xié)作的兩種方式小結(jié)

更新時(shí)間：2023年05月05日 10:27:32 作者：思維的深度

Java中線(xiàn)程協(xié)作的最常見(jiàn)的兩種方式是利用Object.wait()、Object.notify()和使用Condition，本文主要介紹了Java線(xiàn)程協(xié)作的兩種方式小結(jié),文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

為什么線(xiàn)程之間需要協(xié)作

線(xiàn)程之間相互配合，完成某項(xiàng)工作，比如：一個(gè)線(xiàn)程修改了一個(gè)對(duì)象的值，而另一個(gè)線(xiàn)程感知到了變化，然后進(jìn)行相應(yīng)的操作，整個(gè)過(guò)程開(kāi)始于一個(gè)線(xiàn)程，而最終執(zhí)行又是另一個(gè)線(xiàn)程。前者是生產(chǎn)者，后者就是消費(fèi)者，這種模式隔離了“做什么”（What）和“怎么做”（How）。簡(jiǎn)單的辦法是讓消費(fèi)者線(xiàn)程不斷地循環(huán)檢查變量是否符合預(yù)期，在while循環(huán)中設(shè)置不滿(mǎn)足的條件，如果條件滿(mǎn)足則退出while循環(huán)，從而完成消費(fèi)者的工作。這樣進(jìn)行線(xiàn)程之間的協(xié)作卻存在如下2個(gè)問(wèn)題：

（1）難以確保及時(shí)性。

（2）難以降低開(kāi)銷(xiāo)。如果降低睡眠的時(shí)間，比如休眠1毫秒，這樣消費(fèi)者能更加迅速地發(fā)現(xiàn)條件變化，但是卻可能消耗更多的處理器資源，造成了無(wú)端的浪費(fèi)。

那么有沒(méi)有什么辦法可以解決以上2個(gè)問(wèn)題呢？此時(shí)等待/通知機(jī)制毫不客氣的站出來(lái)說(shuō)，都讓開(kāi)，交給我，我能行！　

介紹

Java中線(xiàn)程協(xié)作的最常見(jiàn)的兩種方式：利用Object.wait()、Object.notify()和使用Condition

方法一

Object中的wait、notify、notifyAll方法定義如下

public final native void notify(); public final native void notifyAll(); public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
wait()、notify()和notifyAll()方法是本地方法，并且為final方法，無(wú)法被重寫(xiě)
調(diào)用某個(gè)對(duì)象的wait()方法能讓當(dāng)前線(xiàn)程阻塞，并且當(dāng)前線(xiàn)程必須擁有此對(duì)象的monitor（即鎖）
調(diào)用某個(gè)對(duì)象的notify()方法能夠喚醒一個(gè)正在等待這個(gè)對(duì)象的monitor的線(xiàn)程，如果有多個(gè)線(xiàn)程都在等待這個(gè)對(duì)象的monitor，則只能喚醒其中一個(gè)線(xiàn)程
調(diào)用notifyAll()方法能夠喚醒所有正在等待這個(gè)對(duì)象的monitor的線(xiàn)程
之所以這三個(gè)方法聲明在Object類(lèi)中是因?yàn)槊總€(gè)對(duì)象都擁有monitor（即鎖）
調(diào)用某個(gè)對(duì)象的wait()方法，當(dāng)前線(xiàn)程必須擁有這個(gè)對(duì)象的monitor（即鎖），因此調(diào)用wait()方法必須在同步塊或者同步方法中進(jìn)行

示例

public class Test {
    public static Object object = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        Thread1 thread1 = new Thread1();
        Thread2 thread2 = new Thread2();
        thread1.start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        thread2.start();
    }
    static class Thread1 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (object) {
                try {
                    object.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                System.out.println("線(xiàn)程"+Thread.currentThread().getName()+"獲取到了鎖");
            }
        }
    }
    static class Thread2 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (object) {
                object.notify();
                System.out.println("線(xiàn)程"+Thread.currentThread().getName()+"調(diào)用了object.notify()");
            }
            System.out.println("線(xiàn)程"+Thread.currentThread().getName()+"釋放了鎖");
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果

線(xiàn)程Thread-1調(diào)用了object.notify()
線(xiàn)程Thread-1釋放了鎖
線(xiàn)程Thread-0獲取到了鎖

方法二

Condition是在java 1.5中才出現(xiàn)的，它用來(lái)替代傳統(tǒng)的Object的wait()、notify()實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程間的協(xié)作，相比使用Object的wait()、notify()，使用Condition1的await()、signal()這種方式實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程間協(xié)作更加安全和高效
Condition是個(gè)接口，基本的方法就是await()和signal()方法
Condition依賴(lài)于Lock接口，生成一個(gè)Condition的基本代碼是lock.newCondition()
調(diào)用Condition的await()和signal()方法，都必須在lock保護(hù)之內(nèi)，就是說(shuō)必須在lock.lock()和lock.unlock之間才可以使用

示例

public class Test {
    private int queueSize = 10;
    private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition notFull = lock.newCondition();
    private Condition notEmpty = lock.newCondition();
    public static void main(String[] args)  {
        Test test = new Test();
        Producer producer = test.new Producer();
        Consumer consumer = test.new Consumer();
        producer.start();
        consumer.start();
    }
    class Consumer extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            consume();
        }
        private void consume() {
            while(true){
                lock.lock();
                try {
                    while(queue.size() == 0){
                        try {
                            System.out.println("隊(duì)列空，等待數(shù)據(jù)");
                            notEmpty.await();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    queue.poll();                //每次移走隊(duì)首元素
                    notFull.signal();
                    System.out.println("從隊(duì)列取走一個(gè)元素，隊(duì)列剩余"+queue.size()+"個(gè)元素");
                } finally{
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    }
    class Producer extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            produce();
        }
        private void produce() {
            while(true){
                lock.lock();
                try {
                    while(queue.size() == queueSize){
                        try {
                            System.out.println("隊(duì)列滿(mǎn)，等待有空余空間");
                            notFull.await();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    queue.offer(1);        //每次插入一個(gè)元素
                    notEmpty.signal();
                    System.out.println("向隊(duì)列取中插入一個(gè)元素，隊(duì)列剩余空間："+(queueSize-queue.size()));
                } finally{
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    }
}

到此這篇關(guān)于Java線(xiàn)程協(xié)作的兩種方式小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java線(xiàn)程協(xié)作內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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