深入理解java线程通信

以下是关于深入理解Java线程通信的完整攻略：

背景介绍

在多线程编程中，线程间的数据共享和通信是非常重要的部分。线程需要通过某种机制来共享数据和信息，以便使它们之间达成一致并协调完成任务。

Java提供了多种实现线程通信的机制，如synchronized，wait和notify等。理解这些机制是Java多线程编程的重要基础，下面将对这些机制进行详细的介绍和应用。

synchronized关键字

synchronized关键字用于实现对象锁，可以在多线程环境下保证同步访问和修改共享数据，以避免线程之间的竞争和冲突。

通过synchronized关键字，我们可以将某一段代码块或方法锁定，从而确保同一时刻只有一个线程被执行。当一个线程进入synchronized代码块或方法时，其他线程必须等待该线程执行完后方可进入。

例如，下面是一个使用synchronized关键字保证线程安全的示例：

public class SynchronizedExample {

    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

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

        Runnable runnable = () -> {
            for(int i=0; i<10000; i++) {
                example.increment();
            }
        };

        Thread thread1 = new Thread(runnable);
        Thread thread2 = new Thread(runnable);

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

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

        System.out.println("Count: "+example.count);
    }
}

在上面的示例中，我们使用了synchronized关键字将increment方法锁定，保证同一时刻只有一个线程能够执行该方法，从而使得count++操作是线程安全的。

wait和notify关键字

wait和notify是Java提供的两个实现线程通信的关键字，它们可以让线程在共享资源上等待和通知其他线程。

当一个线程执行wait方法时，它会进入等待状态，同时释放共享资源的锁。这个线程只有在被其他线程notify或notifyAll唤醒后，才会重新进入可运行状态，继续执行。

当一个线程执行notify方法时，它会唤醒等待在该共享资源上的一个随机线程。当执行notifyAll方法时，会唤醒所有等待在该共享资源上的线程。

例如，下面是一个使用wait和notify实现线程通信的示例：

public class WaitNotifyExample {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Message message = new Message("Hello");

        Runnable sender = () -> {
            String[] messages = {"Hello", "World", "How", "Are", "You"};
            for(String msg : messages){
                message.send(msg);
            }
            message.send("done");
        };

        Runnable receiver = () -> {
            while(true){
                String msg = message.receive();
                if(msg.equals("done")){
                    break;
                }
                System.out.println("Received: "+msg);
            }
        };

        Thread senderThread = new Thread(sender);
        Thread receiverThread = new Thread(receiver);

        senderThread.start();
        receiverThread.start();

        senderThread.join();
        receiverThread.join();
    }
}

class Message {

    private String message;
    private boolean empty = true;

    public synchronized void send(String message) {
        while(!empty){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        empty = false;
        this.message = message;
        notifyAll();
    }

    public synchronized String receive() {
        while(empty){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        empty = true;
        notifyAll();
        return message;
    }
}

在上面的示例中，我们使用wait和notify实现了一个Message类，用于在sender和receiver线程之间传递消息。在Message类的send和receive方法中，我们使用了synchronized关键字实现了锁定，以保证同一时刻只有一个线程能够访问该对象。

在send方法中，如果Message对象不为空，则线程进入等待状态，并释放锁。当receiver线程调用receive方法时，它会获取Message对象的锁并执行该方法，从而唤醒一个等待在该对象上的sender线程，并执行后续操作。当sender线程执行完毕后，它会唤醒wait状态的receiver线程继续执行。

在receive方法中，如果Message对象为空，则线程进入等待状态，并释放锁。当sender线程调用send方法时，它会获取Message对象的锁并执行该方法，从而唤醒一个等待在该对象上的receiver线程，并执行后续操作。当receiver线程执行完毕后，它会唤醒wait状态的sender线程继续执行。

总的来说，wait和notify关键字的使用需要格外谨慎，特别是在线程等待的时候一定要注意检查标志，以避免进入无限等待状态造成线程阻塞。

希望以上关于Java线程通信的攻略能对你有所帮助。