Java线程同步:生产者/消费者问题解析

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"第二章线程(中)2.1 线程同步的思想" 在多线程编程中,线程同步是一种重要的概念,用于管理多个线程对共享资源的访问,确保它们之间的协调和正确性。这个概念在Java程序设计(进阶)中被详细阐述,特别是通过"生产者/消费者"问题来展示线程同步的必要性。 1. 线程同步的定义: 线程同步是指在多线程环境中,控制多个线程按照一定的顺序或者条件访问共享资源,避免因并发操作导致的数据不一致或死锁等问题。这通常涉及到线程间的互斥和协作。 2. 线程间的互斥: 互斥是线程同步的一种形式,意味着在同一时刻,只有一个线程可以访问特定的共享数据。例如,在"生产者/消费者"问题中,生产者线程负责向数据区添加数据,而消费者线程负责从中取出数据。为了保证数据区的状态正确,当数据区满时,生产者必须等待消费者消费一些数据;同样,当数据区为空时,消费者需要等待生产者生产新的数据。 3. Java中的线程同步机制: 在Java中,提供了多种线程同步机制,包括synchronized关键字、wait()和notify()方法、Semaphore信号量、ReentrantLock可重入锁等。这些机制都可以用来解决线程间的互斥和协作问题。 4. synchronized关键字: synchronized关键字可以用于方法或代码块,确保同一时间只有一个线程能执行特定的代码。在上述例子中,如果Ticket类的number字段用synchronized进行保护,那么在任一时刻,只有一个线程能够修改这个字段,从而保证了线程安全。 5. wait(), notify()与notifyAll()方法: 这些方法是Object类的方法,用于线程间的通信。在一个同步块或同步方法中,线程可以调用wait()进入等待状态,释放持有的锁;其他线程调用notify()或notifyAll()可以唤醒等待的线程,但只有持有锁的线程才能继续执行。 6. 生产者/消费者问题的Java实现: 在提供的代码示例中,创建了两个线程类——Producer和Consumer,分别代表生产者和消费者。它们都访问一个共同的Tickets对象,该对象包含了票的数量和是否有票可售的标志。Producer线程不断增加票的数量,而Consumer线程则减少票的数量。虽然代码中没有显示具体的同步机制,但在实际应用中,可能需要使用synchronized或其他同步工具来确保线程安全。 线程同步是多线程编程中的核心概念,它确保了多个线程在处理共享资源时的正确性和一致性。Java提供了多种同步工具来实现这一目标,理解和熟练运用这些工具对于编写高效的多线程程序至关重要。