Java多线程:管程深入解析与wait/notify机制
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“Java 多线程共享模型之管程(下).doc 文件主要探讨了Java多线程中关于管程的概念,特别是wait、notify、notifyAll以及ReentrantLock等同步控制机制。文档通过分析线程的状态转换和相关API的使用,展示了线程间协作的原理。” 在Java多线程编程中,管程是一种有效的共享数据结构和控制并发访问的机制。它通过提供一种结构化的同步方式,使得多个线程可以安全地共享数据,同时避免竞态条件和死锁的发生。 1. 管程中的核心概念: - wait、notify、notifyAll:这三个方法是Java中的基础同步工具,存在于`Object`类中。它们都需要在持有对象锁的情况下调用。 - `wait()`:使当前线程进入等待状态,放入`WaitSet`,并释放对象锁。线程等待直到被其他线程唤醒或者被中断。 - `notify()`:随机选择一个在对象`WaitSet`中的等待线程唤醒,但不会释放锁。 - `notifyAll()`:唤醒所有在对象`WaitSet`中的等待线程,同样不会释放锁。 2. 线程状态转换: - BLOCKED:当线程试图获取已锁定的对象锁时,它会进入BLOCKED状态。 - WAITING:调用`wait()`的线程会进入WAITING状态,直到被其他线程唤醒或被中断。 - OWNER:拥有锁的线程执行相关操作。 - ENTRY_LIST:当多个线程尝试获取同一个锁时,它们会进入ENTRY_LIST,等待锁的释放。 3. 示例代码解析: ```java @Slf4j(topic = "c.demo2") public class demo2 { static final Object lock = new Object(); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Thread(() -> { synchronized (lock) { log.debug("执行"); try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } log.debug("其他代码"); } }, "t1").start(); new Thread(() -> { synchronized (lock) { log.debug("执行"); try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } log.debug("其他代码"); } }, "t2").start(); Thread.sleep(2000); log.debug("..."); } } ``` 在这个示例中,两个线程`t1`和`t2`分别启动,并尝试获取相同的锁对象`lock`。每个线程在获取到锁后调用`wait()`方法,将自己放入`WaitSet`等待。主线程在2秒后唤醒,此时由于没有调用`notify()`或`notifyAll()`,等待的线程不会自动恢复执行,需要其他机制来唤醒它们。 4. ReentrantLock(可重入锁): ReentrantLock是Java提供的一个高级锁,相比synchronized,它提供了更多的控制功能,如公平锁、非公平锁、可中断等待、尝试获取锁等。它是Java并发包`java.util.concurrent.locks`的一部分,允许更灵活的同步控制。 5. 应用场景: - 当需要更细粒度的锁控制时,比如需要在持有锁的情况下释放然后再获取。 - 在高并发环境中,ReentrantLock可以提供更好的性能表现。 - 当需要实现更复杂的同步策略,例如多个条件变量时,可以使用Condition接口,这是ReentrantLock的一个重要特性。 Java多线程中的管程是实现并发控制的关键机制,通过wait、notify、notifyAll以及更高级的ReentrantLock,我们可以有效地管理共享资源,确保线程安全,提高程序的并发性能。理解并熟练掌握这些概念和工具,对于编写高效的多线程程序至关重要。
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