在Java中,線程間通信和協作可以通過以下幾種方式實現:
共享內存:多個線程可以訪問共享變量或數據結構,從而實現線程間的通信。為了確保數據的一致性和可見性,需要使用同步機制(如synchronized關鍵字、Lock接口等)來避免競態條件和數據不一致問題。
等待/通知機制:Java中的Object類提供了wait()和notify()/notifyAll()方法,用于線程間的協作。一個線程可以調用某個對象的wait()方法,使自己進入等待狀態,同時釋放該對象上的鎖。另一個線程可以調用相同對象的notify()或notifyAll()方法,喚醒一個或多個處于等待狀態的線程。需要注意的是,調用wait()方法前必須獲得對象的鎖,且喚醒后需要重新獲取對象的鎖。
阻塞隊列:Java中的BlockingQueue接口提供了一種線程安全的隊列實現,支持在隊尾插入元素(offer())和從隊首移除元素(poll())。當隊列為空時,調用poll()方法的線程將被阻塞,直到隊列中有元素;當隊列已滿時,調用offer()方法的線程將被阻塞,直到隊列中有空閑空間。阻塞隊列常用于生產者-消費者模式,實現線程間的協作。
信號量(Semaphore):Java中的Semaphore類是一個計數信號量,用于控制對共享資源的訪問。信號量的值表示可以同時訪問共享資源的線程數。通過acquire()和release()方法,線程可以請求和釋放信號量,從而實現線程間的同步和協作。
倒計時門閂(CountDownLatch):Java中的CountDownLatch類允許一個或多個線程等待其他線程完成操作。CountDownLatch的計數器只能遞減,不能重置。當計數器的值為0時,所有等待的線程將被釋放。CountDownLatch常用于多線程相互依賴的場景,實現線程間的協作。
循環柵欄(CyclicBarrier):Java中的CyclicBarrier類允許一組線程互相等待,直到所有線程都到達某個屏障點。CyclicBarrier支持線程間的協作,可以重復使用。
通過以上方法,Java提供了豐富的線程間通信和協作機制,可以根據具體場景選擇合適的方式來實現線程間的協同工作。