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Java多线程之间如何通信_常见通信机制总结

P粉602998670

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发布时间:2026-01-27 16:02:02

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来源于php中文网

原创

wait/notify 必须配合 synchronized 使用,因它们是对象监视器操作,调用前必须持有锁,否则抛 IllegalMonitorStateException;wait 释放锁并挂起,notify 不释放锁且仅唤醒一个线程;须用 while 循环检查条件防虚假唤醒;BlockingQueue 是更安全的生产者-消费者方案;volatile+CAS 适用于轻量状态通知但不能替代同步;CountDownLatch 和 CyclicBarrier 用于协调等待而非数据传递。

java多线程之间如何通信_常见通信机制总结

wait/notify 机制必须配合 synchronized 使用

Java 中 wait()notify() 不是线程调度命令,而是对象监视器(monitor)上的操作。调用它们前,当前线程必须已持有该对象的锁,否则会抛出 IllegalMonitorStateException

  • 只能在 synchronized 块或方法内调用 wait()notify()notifyAll()
  • wait() 会释放锁并挂起线程;notify() 不释放锁,只唤醒一个等待线程(不保证唤醒顺序)
  • 务必用 while 而非 if 检查条件,防止虚假唤醒(spurious wakeup)
synchronized (lock) {
    while (!ready) {
        lock.wait();
    }
    // 执行后续逻辑
}

BlockingQueue 是生产者-消费者通信最稳妥的选择

比手写 wait/notify 更安全、更易维护,尤其适合解耦生产与消费逻辑。所有实现类(如 ArrayBlockingQueueLinkedBlockingQueue)都线程安全,内部已处理好锁和通知。

  • put() 在队列满时阻塞,take() 在空时阻塞,天然适配“等数据”“等空间”场景
  • 避免使用 offer() / poll() 的无参版本——它们不阻塞,容易导致忙等
  • LinkedBlockingQueue 默认容量为 Integer.MAX_VALUE,若生产远快于消费,可能引发 OOM

volatile + CAS 适合轻量状态通知,但不能替代同步

volatile 保证变量的可见性,AtomicBoolean 等原子类提供无锁的 CAS 操作,适用于“单次信号”或“状态翻转”类通信,比如启动/停止标志。

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  • 不能用于需要“原子复合操作”的场景(如先检查再修改),此时仍需 synchronizedLock
  • volatile boolean shutdown = false; 配合循环检查是常见用法,但无法等待某个条件成立(它不阻塞)
  • 过度依赖 volatile 可能掩盖竞态问题,例如两个线程同时执行 counter++(读-改-写三步),即使 countervolatile 也不安全

CountDownLatch 和 CyclicBarrier 解决的是“协调等待”,不是数据传递

它们不传输值,只用来控制线程执行节奏。误用会导致语义混乱:比如想让线程 A 等待线程 B 计算出结果,却用了 CountDownLatch,结果发现没有地方存那个结果。

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  • CountDownLatch 是一次性门闩,适合“主线程等 N 个任务完成”;CyclicBarrier 可重用,适合多轮协作(如分治计算每轮同步)
  • 若需传递结果,应组合使用:用 CountDownLatch 同步时机,用 AtomicReference 或共享对象存放结果
  • CyclicBarrierbarrierAction 在所有线程到达后、释放前执行,可用于汇总数据,但要注意该动作也受屏障锁保护
真正难的不是选哪种机制,而是判断「要不要传数据」和「谁负责清理状态」。很多死锁和丢失通知,都源于一个线程改了状态,另一个线程却没按约定去读或重置。

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