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Java多线程编程：阻塞队列、wait-notify锁协调机制、线程安全[条件产生渡送执行]

news 2025/9/24 6:43:51

一、wait-notify锁协调机制

1.实现规格

2.线程欠量

3.线程塞等

4.欠等互斥

二、线程安全[条件产生渡送执行]

1.临执行无缝能改路官口检查

2.加锁多铺一路上的无缝能改路

三、阻塞队列的解耦通信

1.直接交互

1.1锁同步

1.2锁协调-乒乓交替协调

1.2.1效率

2.间接交互

2.1组件更换直接交互对象

2.2组件分担功能实现给封装共享使用

2.2.1实现所需的同步协调机制

2.2.2额外实现缓冲区管理

2.2.2.1锁协调-队列连续协调

2.2.2.1.1平衡速度

2.2.2.1.2效率

一、wait-notify锁协调机制

抢锁块里进行的 此线程等条件厌锁欠执行、另线程归条件醒锁还执行 的锁协调模式

1.实现规格

锁往小里面加，锁协调 占最小的行 就可实现

2.线程欠量

每个线程 最多只能在欠着一个执行，同方线程 指 同欠等条件方向的多个线程

3.线程塞等

线程入阻塞地等待条件，避免了 忙等待浪费cpu的资源

4.欠等互斥

欠等条件互斥的线程始终至少有另方可条件地执行

但可能会因为 唤醒没通知到它的对立条件可执行线程 而最终一方条件不符厌锁入眠 另方条件满足但缺唤醒 地都在待唤醒阻塞中

二、线程安全[条件产生渡送执行]

正确条件 从产生能渡送到执行处 的保障实现

1.临执行无缝能改路官口检查

最后的临执行无缝能改路官口检查，检查正确条件来得被改、错误条件虚假唤醒来得

2.加锁多铺一路上的无缝能改路

唤醒的正确条件产生到最后执行的一路都(加锁成)已无缝能改，唤醒后到抢到锁后再到在官口处直接一定还是原来的正确条件没改，也就不必在官口处去弄检查了

synchronized (this) {while (size == data.length) {// 2.往后就是最后的 无能修改条件穿插的 临执行 无缝能改路，在官口检查条件this.wait();// 1.正确条件产生并唤醒它后 经历锁竞争 一路上渡到官口时 条件可能已经改变}// 3.官口通过,执行条件：data[tail] = elem;tail++;if (tail == data.length) {tail = 0;}size++;this.notify();// notify期望唤醒 take中的wait
}

三、阻塞队列的解耦通信

1.直接交互

生产者消费者 直接交互地在自己身上实现 锁同步与锁协调

// 直接交互
class DirectInteraction {private String sharedData;private boolean dataReady = false;private final Object lock = new Object();// 生产者public void produce(String data) {synchronized(lock) {while(dataReady) { // 必须知道消费者的状态，等待消费者取走数据try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) {}}sharedData = data;dataReady = true; // 必须设置消费者需要的状态lock.notify();    // 必须直接通知消费者}}// 消费者public String consume() {synchronized(lock) {while(!dataReady) { // 必须知道生产者的状态，等待生产者提供数据try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) {}}String result = sharedData;dataReady = false;  // 必须设置生产者需要的状态lock.notify();      // 必须直接通知生产者return result;}}
}

1.1锁同步

在生产者消费者身上加锁同步，生产消费 都是整步地串行，处理了线程安全问题

1.2锁协调-乒乓交替协调

无缓冲区是在生产者消费者身上 锁块里 设置检查是否标记地 只能双方乒乓交替执行 地锁协调

1.2.1效率

始终在阻塞一方，随机调度下阻塞成了必须双方交替地执行，执行效率低

2.间接交互

生产者与消费者之间 引入中间组件-队列 解耦通信

// 间接交互
class IndirectInteraction {private BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10); // 已经在队列组件里 实现好了 生产消费的 锁同步与锁协调// 生产者public void produce(String data) {try {queue.put(data); // 生产者 只与共享的队列交互 调用队列里面的put方法即可，不关心消费者了} catch (InterruptedException e) {}}// 消费者public String consume() {try {return queue.take(); // 消费者 只与共享的队列交互 调用队列里面的take方法即可，不关心生产者了} catch (InterruptedException e) { return null; }}
}