线程间通信的秘密：如何让B感知A的变化？

线程间通信的秘密：如何让B感知A的变化？

大家好！我是闫工，今天咱们要聊一个看似简单但其实非常重要的问题——线程间通信。这个问题在多线程编程中几乎无处不在，尤其是在并发场景下，如何让线程B感知到线程A的状态变化，是一个必须要解决的问题。

可能有的同学会觉得：“不就是线程之间共享变量吗？直接用一个全局变量不就行了？”但事实并非如此简单。线程间通信不仅仅是简单的数据共享，还需要考虑线程安全、内存可见性等问题。今天，咱们就从这个问题入手，一步步深入探讨如何让线程B感知到线程A的变化。

一、引言：为什么线程间通信这么重要？

在Java中，多线程编程的核心目标之一就是提高程序的执行效率。多个线程可以同时执行不同的任务，从而充分利用 CPU 的资源。然而，在实际开发中，线程之间往往需要协作，比如一个线程完成某个计算后，另一个线程才能继续处理结果。

举个简单的例子：假设线程A负责从数据库读取数据，线程B负责对这些数据进行处理。如果线程A没有读完数据，线程B就开始处理，那就会出问题。因此，我们需要一种机制，让线程B知道线程A已经完成了任务。

这就是线程间通信的核心——如何通知其他线程自己状态的变化。接下来，咱们就从简单到复杂，一步步探讨这个问题的解决方法。

二、最简单的“通信”方式：共享变量

在Java中，线程之间可以通过共享变量来进行通信。比如，可以定义一个全局变量flag，当线程A完成任务后，将flag设置为true，然后线程B就可以通过检查这个flag来判断是否可以继续执行。

示例代码：

publicclassSharedVariableExample{// 共享变量privatestaticbooleanflag=false;publicstaticvoidmain(String[]args){ThreadthreadA=newThread(()->{try{System.out.println("线程A开始工作...");Thread.sleep(2000);// 模拟耗时操作flag=true;System.out.println("线程A完成任务，flag设置为true");}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}});ThreadthreadB=newThread(()->{while(!flag){// 等待线程A完成任务System.out.println("线程B在等待...");try{Thread.sleep(500);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}System.out.println("线程B感知到变化，开始处理...");});threadA.start();threadB.start();}}

分析：

1. 共享变量：flag是一个全局变量，两个线程都可以访问它。
2. 线程A的任务：完成耗时操作后，设置flag为true。
3. 线程B的任务：循环检查flag，直到flag变为true。

这种方法看起来简单，但在实际应用中存在一个大问题——不可见性。由于Java的内存模型允许多个线程有自己的缓存副本，如果线程A修改了flag，线程B可能看不到这个变化，从而导致死循环或其他异常行为。

三、解决可见性问题：volatile关键字

为了保证共享变量的变化对其他线程可见，我们可以使用volatile关键字。volatile告诉JVM，这个变量不会被缓存，每次读取时都会从主内存中获取最新的值。

修改后的代码：

publicclassVolatileExample{privatestaticvolatilebooleanflag=false;publicstaticvoidmain(String[]args){ThreadthreadA=newThread(()->{try{System.out.println("线程A开始工作...");Thread.sleep(2000);// 模拟耗时操作flag=true;System.out.println("线程A完成任务，flag设置为true");}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}});ThreadthreadB=newThread(()->{while(!flag){// 等待线程A完成任务System.out.println("线程B在等待...");try{Thread.sleep(500);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}System.out.println("线程B感知到变化，开始处理...");});threadA.start();threadB.start();}}

分析：

1. volatile关键字：通过volatile修饰flag，确保了每个线程都能看到最新的值。
2. 优点：简单、高效。
3. 缺点：仅适用于简单的共享变量，无法处理更复杂的通信需求。

四、高级的通信机制：wait和notify

在Java中，Object类提供了wait()和notify()方法，用于线程间的同步。这两个方法通常与synchronized关键字结合使用，可以实现生产者-消费者模式。

示例代码：

publicclassWaitNotifyExample{privatestaticfinalObjectlock=newObject();privatestaticbooleanflag=false;publicstaticvoidmain(String[]args){ThreadthreadA=newThread(()->{try{System.out.println("线程A开始工作...");Thread.sleep(2000);// 模拟耗时操作synchronized(lock){flag=true;lock.notify();// 通知其他线程System.out.println("线程A完成任务，flag设置为true");}}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}});ThreadthreadB=newThread(()->{synchronized(lock){while(!flag){try{System.out.println("线程B在等待...");lock.wait();// 等待通知}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}System.out.println("线程B感知到变化，开始处理...");}});threadA.start();threadB.start();}}

分析：

1. synchronized关键字：用于同步代码块，保证同一时间只有一个线程可以执行。
2. wait()方法：让当前线程进入等待状态，并释放锁。
3. notify()方法：唤醒一个正在等待的线程。
4. 优点：支持更复杂的通信逻辑，且能避免“忙等待”（即不断轮询）的问题。
5. 缺点：代码相对复杂，需要手动管理锁。

五、生产者-消费者模式

生产者-消费者模式是线程间通信的一个典型应用场景。一个线程负责生产数据（生产者），另一个线程负责消费数据（消费者）。当数据准备好后，生产者通知消费者可以开始处理。

示例代码：

importjava.util.Queue;importjava.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;publicclassProducerConsumerExample{privatestaticQueue<Integer>queue=newConcurrentLinkedQueue<>();privatestaticfinalObjectlock=newObject();privatestaticbooleandone=false;publicstaticvoidmain(String[]args){Threadproducer=newThread(()->{try{System.out.println("生产者开始工作...");Thread.sleep(2000);// 模拟生产时间queue.add(123);synchronized(lock){done=true;lock.notify();System.out.println("生产者完成，数据已放入队列");}}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}});Threadconsumer=newThread(()->{synchronized(lock){while(!done){try{System.out.println("消费者在等待...");lock.wait();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}intdata=queue.poll();System.out.println("消费者获取数据："+data);}});producer.start();consumer.start();}}

分析：

1. 生产者：将数据放入队列后，设置done为true并通知消费者。
2. 消费者：等待直到done变为true，然后从队列中获取数据。
3. 优点：支持高并发场景，代码结构清晰。

六、总结

• 如果只需要简单的共享变量同步，可以使用volatile关键字。
• 对于更复杂的通信需求，推荐使用wait()和notify()方法，或者直接采用生产者-消费者模式。
• 在实际开发中，还可以考虑使用Java并发包中的高级工具类（如CountDownLatch、CyclicBarrier等），以简化代码逻辑。

希望这篇总结能帮助你更好地理解线程间通信的各种方法！

📚 领取 | 1000+ 套高质量面试题大合集（无套路，闫工带你飞一把）！

成体系的面试题，无论你是大佬还是小白，都需要一套JAVA体系的面试题，我已经上岸了！你也想上岸吗？

闫工精心准备了程序准备面试？想系统提升技术实力？闫工精心整理了1000+ 套涵盖前端、后端、算法、数据库、操作系统、网络、设计模式等方向的面试真题 + 详细解析，并附赠高频考点总结、简历模板、面经合集等实用资料！

✅ 覆盖大厂高频题型
✅ 按知识点分类，查漏补缺超方便
✅ 持续更新，助你拿下心仪 Offer！

📥免费领取👉 点击这里获取资料

已帮助数千位开发者成功上岸，下一个就是你！✨