JAVA 멀티스레딩의 스레드 간 통신 방식에 대한 심층적인 이해

1. 소개

본 요약은 JAVA 멀티스레딩에서 스레드 간 통신 방법에 대해 제가 이해한 내용을 정리한 것입니다. 주로 텍스트와 코드를 결합한 스레드 간 통신을 다루기 때문에 책에서 일부를 발췌했습니다. 샘플 코드.

2. 스레드 간 통신 방법

① 동기화

여기서 말하는 동기화는 동기화 키워드를 통한 여러 스레드 간의 통신을 의미합니다.

참조 예:

public class MyObject {
 
  synchronized public void methodA() {
    //do something....
  }
 
  synchronized public void methodB() {
    //do some other thing
  }
}
 
public class ThreadA extends Thread {
 
  private MyObject object;
//省略构造方法
  @Override
  public void run() {
    super.run();
    object.methodA();
  }
}
 
public class ThreadB extends Thread {
 
  private MyObject object;
//省略构造方法
  @Override
  public void run() {
    super.run();
    object.methodB();
  }
}
 
public class Run {
  public static void main(String[] args) {
    MyObject object = new MyObject();
 
    //线程A与线程B 持有的是同一个对象:object
    ThreadA a = new ThreadA(object);
    ThreadB b = new ThreadB(object);
    a.start();
    b.start();
  }
}

스레드 A와 스레드 B는 MyObject 클래스의 동일한 개체를 보유하므로 두 스레드가 서로 다른 메서드를 호출해야 하지만 동기적으로 실행됩니다. 예: 스레드 B는 스레드 A가 methodA() 메서드 실행을 완료할 때까지 기다려야 methodB() 메서드를 실행할 수 있습니다. 이러한 방식으로 스레드 A와 스레드 B가 통신을 달성합니다.

이 방법은 본질적으로 "공유 메모리" 통신입니다. 여러 스레드가 동일한 공유 변수에 액세스해야 합니다. 잠금을 얻은 사람(액세스 권한을 얻은 사람)은 누구나 이를 실행할 수 있습니다.

②while polling 방법

코드는 다음과 같습니다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class MyList {
 
  private List<String> list = new ArrayList<String>();
  public void add() {
    list.add("elements");
  }
  public int size() {
    return list.size();
  }
}
 
import mylist.MyList;
 
public class ThreadA extends Thread {
 
  private MyList list;
 
  public ThreadA(MyList list) {
    super();
    this.list = list;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add();
        System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");
        Thread.sleep(1000);
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
import mylist.MyList;
 
public class ThreadB extends Thread {
 
  private MyList list;
 
  public ThreadB(MyList list) {
    super();
    this.list = list;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      while (true) {
        if (list.size() == 5) {
          System.out.println("==5, 线程b准备退出了");
          throw new InterruptedException();
        }
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
import mylist.MyList;
import extthread.ThreadA;
import extthread.ThreadB;
 
public class Test {
 
  public static void main(String[] args) {
    MyList service = new MyList();
 
    ThreadA a = new ThreadA(service);
    a.setName("A");
    a.start();
 
    ThreadB b = new ThreadB(service);
    b.setName("B");
    b.start();
  }
}

이렇게 스레드 A는 계속 조건을 변경하고, 스레드 B는 계속 while 문을 전달합니다. 이 조건(list.size()==5)이 true인지 여부를 확인하여 스레드 간 통신을 구현합니다. 하지만 이 방법은 CPU 리소스를 낭비하게 됩니다. 자원 낭비라고 하는 이유는 JVM 스케줄러가 실행을 위해 CPU를 스레드 B에 넘겨줄 때 "유용한" 작업을 수행하지 않고 단지 특정 조건이 참인지 지속적으로 테스트하기 때문입니다. 이는 실제 생활에서 전화가 오는지 확인하기 위해 다른 일을 하는 대신 전화 화면을 계속 쳐다보는 것과 비슷합니다. 전화가 오면 전화가 온다는 것을 알리기 위해 전화벨이 울립니다.

3대기/알림 메커니즘

코드는 다음과 같습니다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class MyList {
 
  private static List<String> list = new ArrayList<String>();
 
  public static void add() {
    list.add("anyString");
  }
 
  public static int size() {
    return list.size();
  }
}
 
 
public class ThreadA extends Thread {
 
  private Object lock;
 
  public ThreadA(Object lock) {
    super();
    this.lock = lock;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      synchronized (lock) {
        if (MyList.size() != 5) {
          System.out.println("wait begin "
              + System.currentTimeMillis());
          lock.wait();
          System.out.println("wait end "
              + System.currentTimeMillis());
        }
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
 
public class ThreadB extends Thread {
  private Object lock;
 
  public ThreadB(Object lock) {
    super();
    this.lock = lock;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      synchronized (lock) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
          MyList.add();
          if (MyList.size() == 5) {
            lock.notify();
            System.out.println("已经发出了通知");
          }
          System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
          Thread.sleep(1000);
        }
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
public class Run {
 
  public static void main(String[] args) {
 
    try {
      Object lock = new Object();
 
      ThreadA a = new ThreadA(lock);
      a.start();
 
      Thread.sleep(50);
 
      ThreadB b = new ThreadB(lock);
      b.start();
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

스레드 A는 특정 조건이 충족될 때까지 기다려야 합니다(list.size()= =5) 작업을 실행하기 전에. 스레드 B는 목록에 요소를 추가하고 목록의 크기를 변경합니다.

A와 B는 어떻게 소통하나요? 즉, 스레드 A는 list.size()가 이미 5라는 것을 어떻게 알 수 있습니까?

여기에서는 Object 클래스의 wait() 및 inform() 메소드가 사용됩니다.

조건이 충족되지 않으면(list.size() !=5) 스레드 A는 wait()를 호출하여 CPU를 포기하고 차단 상태로 들어갑니다. ---폴링하는 동안 ②처럼 CPU를 점유하지 않습니다

조건이 충족되면 스레드 B는 통지()를 호출하여 스레드 A에게 알립니다. 소위 알림 스레드 A는 스레드 A를 깨우고 실행 가능 상태로 들어갑니다.

이 방법의 장점 중 하나는 CPU 사용률이 향상된다는 것입니다.

그러나 몇 가지 단점도 있습니다. 예를 들어 스레드 B가 먼저 실행되고 한 번에 5개의 요소를 추가한 후 알림을 보내기 위해 통지를 보내는 반면 스레드 A는 이 시점에서 계속 실행됩니다. 그리고 wait()를 호출하면 결코 깨어날 수 없습니다. 스레드 B가 이미 알림을 보냈고 앞으로는 더 이상 알림을 보내지 않을 것이기 때문입니다. 이는 너무 일찍 알리면 프로그램의 실행 논리가 중단된다는 것을 보여줍니다.

위 글은 JAVA 멀티스레딩에서의 스레드 간 통신 방식에 대한 심도 깊은 이해를 제공하고 있으며, 모두 편집자가 공유한 내용이므로 참고가 되셨으면 좋겠습니다. PHP 중국어 웹사이트를 지원합니다.

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