Java多线程同步问题：锁、wait/notify和Reactor模型详解

原创逃离我推掉我的手 2024-11-13 03:24 3阅读 0赞

Java多线程同步是并发编程中的一个重要概念，它涉及到多个线程如何安全地访问共享资源。以下是对Java中锁、`wait/notify`机制和Reactor模型的详解：

###1.锁（Locks）

在Java中，锁是一种同步机制，用于控制多个线程对共享资源的访问。Java提供了多种锁机制：

- **内置锁（synchronized）**：Java提供了`synchronized`关键字来实现方法或代码块的同步。当一个线程访问`synchronized`方法或代码块时，它会自动获取对象的锁，其他线程则被阻塞直到锁被释放。

```java public synchronized void method() {
//访问共享资源 }
 ```- **显式锁（Lock）**：Java并发包`java.util.concurrent.locks`提供了`Lock`接口和几种实现，如`ReentrantLock`。显式锁提供了比`synchronized`更灵活的锁定机制，包括尝试非阻塞获取锁、可中断的锁获取、超时获取锁等。

```javaLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
 try {
//访问共享资源} finally {
lock.unlock();
 }
 ```###2. wait/notify`wait`和`notify`是Object类的方法，用于线程间的协作。它们允许一个线程在某个条件不满足时释放锁并等待，而其他线程可以在条件满足时唤醒等待的线程。

- **wait()**：当调用`wait()`时，当前线程释放对象的锁，并进入等待状态。线程会一直等待直到其他线程调用相同对象的`notify()`或`notifyAll()`方法。

- **notify()**：当调用`notify()`时，它会唤醒在此对象上等待的单个线程。如果有多个线程在等待，哪个线程会被唤醒是不确定的。

- **notifyAll()**：与`notify()`类似，但会唤醒在此对象上等待的所有线程。

使用`wait/notify`时，必须在同步代码块或方法中调用这些方法，并且通常与一个条件变量一起使用。

```javapublic synchronized void waitForCondition() throws InterruptedException {
 while (!condition) {
 wait();
 }
//条件满足，执行操作}

public synchronized void changeCondition() {
//改变条件 notifyAll();
}
```###3. Reactor模型Reactor模型是一种事件驱动的编程模型，用于处理服务请求。在Java中，Reactor模型通常用于网络编程，如NIO（非阻塞I/O）。

- **Reactor**：Reactor是一个事件多路复用器，负责监听和分发事件或请求到适当的处理器。

- **Handlers**：Handlers是事件处理器，负责处理Reactor分发的事件。

Reactor模型的基本流程是：

1. Reactor监听事件。
2. 当事件发生时，Reactor将事件分发到相应的Handler。
3. Handler处理事件。

在Java NIO中，可以通过`Selector`实现Reactor模型，`Selector`可以监听多个Channel上的事件，并在事件发生时进行处理。

```javaSelector selector = Selector.open();
Channel channel = ...;
channel.configureBlocking(false);
channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
while (true) {
selector.select();
Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectedKeys.iterator();
 while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey key = iterator.next();
if (key.isAcceptable()) {
//处理接受事件} else if (key.isConnectable()) {
//处理连接事件} else if (key.isReadable()) {
//处理读事件 }
iterator.remove();
 }
}
```以上就是Java多线程同步问题中锁、`wait/notify`和Reactor模型的详解。希望这能帮助你更好地理解和使用这些并发编程的概念。