Java 関数の同時実行性とマルチスレッドでスレッド間通信を実装するにはどうすればよいですか?

Java スレッド通信は、同時実行性とマルチスレッド化において重要です。一般的な方法としては、共有データ、待機通知メカニズム、同時キュー、交換の 4 つがあります。データの共有には、共有変数またはオブジェクトの使用が含まれ、待機通知メカニズムによりスレッドが特定の条件を待機できるようになり、同時キューによりスレッドセーフなデータ構造が提供され、交換器により準備ができたときにペアのスレッドがデータを交換できるようになります。

Java スレッド通信: 同時実行およびマルチスレッドでのスレッド間の通信

Java の同時プログラミングでは、スレッド通信がコラボレーションとリソース共有を実現するための鍵となります。複数のスレッド間で情報を渡し、それらの動作を調整するためのさまざまなメカニズムがあります。このチュートリアルでは、Java でのスレッド通信の一般的な方法を検討し、実践的な例で説明します。

1. データの共有

スレッド通信の最も簡単な方法は、スレッド間でパブリック変数またはオブジェクトを共有することです。これを実現するには、volatile キーワードを使用して変数の可視性と順序を確保します。 volatile 关键字来确保变量的可见性和有序性。

// 共享变量
public class SharedData {
    public volatile int value;
}

// 线程 1
public void increment() {
    sharedData.value++;
}

// 线程 2
public void decrement() {
    sharedData.value--;
}

2. 等待-通知机制

使用 Object 的 wait() 和 notify()

// 生产者-消费者模型
public class WaitNotify {

    private final Queue<Integer> queue;
    private final Object lock = new Object();

    // 生产者线程
    public void produce() {
        synchronized (lock) {
            while (queue.size() >= maxSize) {
                lock.wait();
            }
            queue.add(value);
            lock.notifyAll();
        }
    }

    // 消费者线程
    public void consume() {
        synchronized (lock) {
            while (queue.isEmpty()) {
                lock.wait();
            }
            value = queue.remove();
            lock.notifyAll();
        }
    }
}

2. 待機通知メカニズム

Object の wait() メソッドと notify() メソッドを使用すると、スレッドは待機できます。その他の場合 スレッドは、特定の条件が満たされたことを通知します。これにより、イベントが発生する前にスレッドがスリープできるようになり、不必要な CPU 使用率が回避されます。

// 使用 ConcurrentLinkedQueue
public class ConcurrencyQueue {

    private final ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();

    // 生产者线程
    public void produce() {
        queue.add(value);
    }

    // 消费者线程
    public void consume() {
        Integer value = queue.poll();
    }
}

3. 同時キュー

Java は、複数のスレッド間で安全に共有できる ConcurrentHashMap や ConcurrentLinkedQueue などの同時キュー クラスを提供します。正しい動作を保証するために内部ロック機構を使用しています。

// 使用 Exchanger
public class ExchangerExample {

    private final Exchanger<Integer> exchanger = new Exchanger<>();

    // 线程 1
    public void exchange() {
        try {
            Integer value = exchanger.exchange(value); // 交换值
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 线程 2
    public void exchange() {
        try {
            Integer value = exchanger.exchange(value);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4. エクスチェンジャー

🎜🎜エクスチェンジャーは、ペアリング後のスレッドの通信を可能にします。エクスチェンジャーは、データを交換する準備ができるとすべてのスレッドを解放します。 🎜rrreee🎜 これらのメカニズムを通じて、スレッド間の効果的な通信を実現して、複雑な同時実行性の高いアプリケーションを構築できます。最適な通信方法の選択は、特定のアプリケーションのニーズとパフォーマンスの考慮事項によって異なります。 🎜

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