Java多线程通信问题：信号量、条件变量示例

原创女爷i 2024-12-08 02:51 25阅读 0赞

在Java中，多线程的通信主要依赖于两个关键工具：信号量（Semaphore）和条件变量（Condition Variable）。

1. 信号量：
- 原理：类似于实物中的锁和钥匙。一个信号量最多只能有一个单位的值。
- 用途：控制多个共享资源的访问，比如队列、通道等。

2. 条件变量：
- 原理：条件变量是多线程协作中的一种同步工具，用于在线程间传递消息，并在满足特定条件下唤醒等待的线程。
- 用途：当一个线程需要等待某个条件出现时，可以使用条件变量。当条件满足后，会唤醒等待的线程。

示例代码：
```java
import java.util.concurrent.*;

class Counter {
    int count = 0;
    
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
    
    public synchronized int decrement() {
        if (count > 0) {
            count--;
            return count;
        } else {
            throw new RuntimeException("Counter underflow");
        }
    }
}

public class SignalAndConditionExample {
    private final Counter counter = new Counter();
    private final ConditionVariable condition = new ConditionVariable();

public void incrementCounter() throws InterruptedException {
        // 同步访问counter
        while (!counter.increment())) {
            // 等待条件满足
            condition.await();
        }

System.out.println("Counter incremented to " + counter.getCount()));
    }

public void decrementCounter() throws InterruptedException {
        // 同步访问counter
        while (!counter.decrement())) {
            // 等待条件满足
            condition.await();
        }

System.out.println("Counter decremented to " + counter.getCount()));
    }

public static void main(String[] args) {
        SignalAndConditionExample example = new SignalAndConditionExample();

// 创建两个线程
        Thread thread1 = new Thread(() -> example.incrementCounter()));
        Thread thread2 = new Thread(() -> example.decrementCounter()));

// 启动线程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
```
这段代码创建了一个`Counter`类，用于计数。同时，还提供了一个`ConditionVariable`类，用于在线程间传递条件。

示例中，有两个线程分别执行`incrementCounter`和`decrementCounter`操作。这两个操作都是通过同步访问`counter`并等待`conditionVariable`满足条件来实现的。