Java多线程同步问题：原子操作与wait/notify示例

原创约定不等于承诺〃 2024-11-11 23:42 46阅读 0赞

在Java中，多线程同步是一个重要的概念，它确保了多个线程在访问共享资源时的一致性和线程安全。原子操作和`wait/notify`机制是Java中处理多线程同步问题的两种常见方法。

###原子操作原子操作是指在多线程环境中，一个操作或者一系列操作要么全部执行并且执行的过程不会被任何其他线程中断，要么就全部都不执行。Java提供了`java.util.concurrent.atomic`包，其中包含了一些原子类，如`AtomicInteger`、`AtomicLong`等，这些类利用底层硬件的原子性指令来保证操作的原子性。

**示例代码：**

```javaimport java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicExample {
 private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

public void increment() {
 count.incrementAndGet(); //原子操作，自动加1 }

public int getCount() {
 return count.get(); //原子读取当前值 }

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 AtomicExample example = new AtomicExample();
Thread thread1 = new Thread(() -> {
 for (int i =0; i <1000; i++) {
 example.increment();
 }
 });

Thread thread2 = new Thread(() -> {
 for (int i =0; i <1000; i++) {
 example.increment();
 }
 });

thread1.start();
 thread2.start();

thread1.join();
 thread2.join();

System.out.println("Final count: " + example.getCount()); //应该输出2000 }
}
```### wait/notify`wait/notify`机制是Java中用于线程间通信的一种方式，它允许一个线程在某个条件不满足时挂起（调用`wait()`方法），并在条件满足时被唤醒（其他线程调用`notify()`或`notifyAll()`方法）。

**示例代码：**

```javapublic class WaitNotifyExample {
 private final Object lock = new Object();
 private boolean ready = false;

public void doSomething() throws InterruptedException {
 synchronized (lock) {
 while (!ready) {
 System.out.println("Waiting for data...");
lock.wait(); //等待，直到被notify }
//处理数据 System.out.println("Processing data...");
ready = false; //重置条件 }
 }

public void prepareData() {
 synchronized (lock) {
ready = true; // 设置条件为真 System.out.println("Data is ready.");
lock.notify(); //唤醒等待的线程 }
 }

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 WaitNotifyExample example = new WaitNotifyExample();

Thread thread1 = new Thread(() -> {
 try {
 example.doSomething();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
 }
 });

Thread thread2 = new Thread(() -> {
 example.prepareData();
 });

thread1.start();
Thread.sleep(1000); //确保thread1先运行 thread2.start();

thread1.join();
 thread2.join();
 }
}
```在这个示例中，`doSomething`方法会等待`prepareData`方法设置`ready`为`true`并调用`notify()`。这样，`doSomething`方法中的`wait()`调用会释放锁，允许`prepareData`方法获取锁并设置条件，然后唤醒等待的线程。

这两种方法各有适用场景，原子操作适用于简单的、不需要线程间通信的同步操作，而`wait/notify`适用于需要线程间协调的场景。