Java中的线程间通信是多线程编程中的一个重要概念,它允许不同的线程之间共享数据、协调执行顺序,以达到高效、有序的并发处理。在Java中,线程通信主要依赖于对象的监视器(monitor)机制,即synchronized关键字和wait(), notify(), notifyAll()方法。
我们可以使用一个标志变量(flag)来实现线程交替执行。例如,有两个线程print1和print2,它们会根据flag的值来决定哪个线程运行。当flag为1时,print2运行并将flag设为0,唤醒等待的print1;反之,当flag为0时,print1运行并将flag设为1,唤醒print2。这种方法需要配合object类的wait()和notify()方法。wait()会让当前线程进入等待状态,直到被其他线程唤醒;notify()则只会唤醒一个等待的线程,而notifyAll()会唤醒所有等待的线程。
对于多个线程间的通信,如果需要唤醒所有等待的线程,就需要使用notifyAll()方法,因为notify()只能唤醒一个线程。在同步代码块中,调用wait()和notify()方法的对象必须是同一把锁,这样可以确保线程安全。
sleep()和wait()方法虽然都能使线程暂停执行,但它们之间存在区别。sleep()不会释放锁,而wait()会在同步代码块或函数中释放锁。此外,sleep()必须传入等待时间参数,而wait()可以不传或传入等待时间。
在JDK1.5引入的ReentrantLock(可重入互斥锁)提供了更强大的线程同步功能。ReentrantLock不仅具备synchronized的互斥性,还支持条件条件(Condition),通过newCondition()可以创建多个条件,每个条件对应一组等待线程,可以精确控制线程的唤醒。
线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和终止等阶段。线程组(ThreadGroup)是Java中用于管理一组线程的机制,它可以帮助分类和控制线程。默认情况下,所有线程都属于主线程组,可以通过ThreadGroup对象进行操作,如获取组名或设置线程优先级。
线程池是一种优化线程使用的技术,它预先创建一定数量的线程,当任务到来时,线程池中的空闲线程会被复用,而不是每次都创建新的线程。这显著提高了性能,特别是在需要频繁创建和销毁线程的场景中。JDK5引入的Executors类提供了多种线程池的创建方式,如newFixedThreadPool用于创建固定数量线程的线程池,newSingleThreadExecutor用于创建只有一个线程的线程池。线程池的使用通常包括创建线程池对象、提交任务和关闭线程池等步骤。
Java中的线程通信和管理是多线程编程的关键,理解并掌握wait(), notify(), notifyAll()方法、ReentrantLock以及线程池的使用,能够帮助我们编写出更加高效、可控的并发程序。