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Java并发编程中的线程间通信与共享资源

浅静姑娘_8182

浅静姑娘_8182

发布时间:2026-01-13 14:55:02

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554人浏览过

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来源于php中文网

原创

wait/notify 必须在 synchronized 块中调用,否则抛 IllegalMonitorStateException;唤醒需同锁下 notifyAll() 更安全;wait 前须用 while 检查条件防虚假唤醒;volatile 不保证原子性,复合操作仍需同步;ConcurrentHashMap 迭代器弱一致;ReentrantLock 的 Condition 支持多等待队列。

java并发编程中的线程间通信与共享资源

wait/notify 必须在 synchronized 块中调用

直接调用 wait()notify() 会抛出 IllegalMonitorStateException,因为 JVM 要求当前线程必须持有对象的监视器锁。这不是可选约定,而是强制语义。

  • 必须用 synchronized(obj) { obj.wait(); },不能只写 obj.wait();
  • 唤醒方也必须在同一个锁保护下调用 notify()notifyAll()
  • 推荐始终使用 notifyAll():多个等待线程共用同一条件时,notify() 可能唤醒错误线程导致假死
  • wait 前必须用 while 循环检查条件,不能用 if:防止虚假唤醒(spurious wakeup)
synchronized (lock) {
    while (!ready) {
        lock.wait();
    }
    // 处理就绪逻辑
}

volatile 无法替代 synchronized 实现原子写-读组合

volatile 只保证可见性和禁止重排序,不提供原子性。对复合操作(如 count++)无效,仍需同步机制。

  • volatile boolean flag 适合做状态开关(如停止信号),但不能用于计数器、引用替换+校验等场景
  • volatile 字段的写操作对其他线程立即可见,但“写后立刻读到最新值”不等于“多个 volatile 操作构成原子序列”
  • 若需原子更新,优先考虑 AtomicIntegerAtomicReference 等类,它们底层基于 CAS + volatile
private volatile boolean shutdownRequested = false;
// ✅ 安全:单次写,其他线程读取即刻可见
shutdownRequested = true;

private volatile int counter = 0;
counter++; // ❌ 非原子:读-改-写三步,可能丢失更新

ConcurrentHashMap 的弱一致性迭代器

ConcurrentHashMapkeySet()values()entrySet() 返回的迭代器是弱一致(weakly consistent),不抛 ConcurrentModificationException,但也不保证反映某一时刻的快照。

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  • 迭代过程中允许并发修改,不会阻塞也不会崩溃
  • 可能跳过刚插入的元素,也可能重复返回已删除元素(概率低,但存在)
  • 不支持 Iterator.remove() —— 会抛 UnsupportedOperationException
  • 若需强一致性遍历,应先 new ArrayList(map.keySet()) 复制,再遍历副本(注意内存与时效权衡)

ReentrantLock 的 newCondition() 比 Object 的 wait/notify 更灵活

ReentrantLock 支持创建多个 Condition 实例,实现多条件等待(比如“缓冲区非空”和“缓冲区非满”可分别 await),而 Object.wait() 只有一个隐式等待队列。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

  • 每个 Condition 对应独立的等待队列,signal() 只唤醒该条件上的线程
  • 必须在持有对应锁的前提下调用 await() / signal(),否则抛 IllegalMonitorStateException
  • 使用完记得 lock.unlock(),建议用 try-finally 包裹
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition notEmpty = lock.newCondition();
Condition notFull = lock.newCondition();

lock.lock();
try {
    while (queue.size() == 0) {
        notEmpty.await();
    }
    // 取元素...
} finally {
    lock.unlock();
}
实际写业务逻辑时,最容易被忽略的是:**条件变量的守卫逻辑必须与唤醒逻辑严格对称,且所有共享状态变更必须在同一个锁下完成**。少一个 synchronized、漏一次 notifyAll()、或把条件判断写在锁外,都会让线程卡死或数据错乱。

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