java 如何实现线程间的通讯

线程间通信的实现方式

在Java中，线程间通信可以通过共享内存或消息传递机制实现。以下是几种常见的实现方式：

使用wait()、notify()和notifyAll()

这三个方法是Object类的成员，必须在同步块或同步方法中使用。wait()使当前线程释放锁并进入等待状态，直到其他线程调用notify()或notifyAll()唤醒它。

synchronized (lockObject) {
    while (conditionNotMet) {
        lockObject.wait();
    }
    // 执行任务
}

synchronized (lockObject) {
    // 改变条件
    lockObject.notifyAll();
}

使用BlockingQueue

BlockingQueue是一个线程安全的队列，支持生产者-消费者模式。当队列为空时，消费者线程会被阻塞；当队列满时，生产者线程会被阻塞。

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

// 生产者线程
queue.put(1);

// 消费者线程
int value = queue.take();

使用CountDownLatch

CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。初始化时指定计数，调用countDown()减少计数，await()阻塞直到计数为零。

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);

// 工作线程
latch.countDown();

// 主线程
latch.await();

使用CyclicBarrier

CyclicBarrier让一组线程互相等待，到达屏障点后继续执行。可以重复使用，适合分阶段任务。

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> System.out.println("All threads reached barrier"));

// 线程任务
barrier.await();

使用Exchanger

Exchanger用于两个线程间交换数据，当一个线程调用exchange()时会阻塞，直到另一个线程也调用exchange()。

Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();

// 线程A
String dataFromB = exchanger.exchange("Data A");

// 线程B
String dataFromA = exchanger.exchange("Data B");

使用Semaphore

Semaphore控制对资源的访问权限，通过acquire()获取许可，release()释放许可。

Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

// 线程获取许可
semaphore.acquire();
try {
    // 访问资源
} finally {
    semaphore.release();
}

使用volatile变量

volatile保证变量的可见性，但不保证原子性。适合作为状态标志。

private volatile boolean flag = false;

// 线程A
flag = true;

// 线程B
while (!flag) {
    // 等待
}

选择通信方式的依据

• 简单同步：wait()/notify()
• 生产者-消费者：BlockingQueue
• 线程等待：CountDownLatch或CyclicBarrier
• 数据交换：Exchanger
• 资源控制：Semaphore
• 状态标志：volatile