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Javaのwaitとnotifyの実践的な応用例を徹底解説：スレッド間通信の詳細説明

WBOY

リリース： 2023-12-20 08:58:45

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Javaのwaitとnotifyの実践的な応用例を徹底解説：スレッド間通信の詳細説明

#Java のスレッド間通信: wait と Notice の実際のアプリケーションシナリオの詳細な説明

マルチスレッドプログラミングでは、スレッド間の通信は重要なテクノロジです。 Java では、スレッド間通信の 2 つの基本的な方法、つまりオブジェクトの wait メソッドと notification メソッドを使用します。この記事では、待機と通知の実際のアプリケーションシナリオを詳細に分析し、具体的なコード例を示します。

マルチスレッドプログラミングでは、スレッド間の通信とは、特定のタスクを完了するための複数のスレッド間の協力を指します。多くの場合、スレッドは変数、データ、またはリソースを共有する必要があり、同期と順序を確保するためのメカニズムが必要です。 Java は、オブジェクトモニターに基づいてスレッド間通信を実装する方法を提供します。つまり、オブジェクトの wait メソッドと notification メソッドを使用します。

待機メソッドは、現在のスレッドを待機状態にしてオブジェクトのロックを解放する、Object クラスのメソッドです。このメソッドは、同期されたコードブロックまたは同期されたメソッドで呼び出す必要があり、オブジェクトロックを保持しているスレッドによってのみ呼び出すことができます。 wait メソッドは通常、スレッドの待機およびウェイクアップのメカニズムを実装するために、notify メソッドと組み合わせて使用されます。

notify メソッドは、待機中のスレッドを起動するために使用される Object クラスのメソッドです。通知メソッドは、同期されたコードブロックまたは同期されたメソッドで呼び出される必要があり、オブジェクトロックを保持しているスレッドによってのみ呼び出すことができます。通知メソッドは、待機中のスレッドをランダムにウェイクアップし、準備完了状態にします。

次に、待機メソッドと通知メソッドを使用してスレッド間通信を実現する方法を示す、いくつかの一般的な使用シナリオを示します。

3.1 プロデューサー - コンシューマーモデル

プロデューサー - コンシューマーモデルは、1 つ以上のスレッドがプロデューサーとして機能し、データを生成し、それを共有バッファに入れるという古典的なスレッド同期問題です。 1 つ以上のスレッドがコンシューマとして機能し、バッファからデータを取り出して処理します。このモデルでは、バッファーがいっぱいの場合はプロデューサーが待機し、バッファーが空の場合はコンシューマーが待機するように、プロデューサーとコンシューマーの間で通信が必要です。

次は、wait メソッドと Notice メソッドを使用してプロデューサー/コンシューマーモデルを実装する方法を示す簡単な例です。

public class ProducerConsumerExample {
    private List<Integer> buffer = new ArrayList<>();
    private int maxSize = 5;

    public synchronized void produce() throws InterruptedException {
        while (buffer.size() == maxSize) {
            wait();
        }

        Random random = new Random();
        int value = random.nextInt(100);
        buffer.add(value);
        System.out.println("Produced: " + value);

        notifyAll();
    }

    public synchronized void consume() throws InterruptedException {
        while (buffer.size() == 0) {
            wait();
        }

        int value = buffer.remove(0);
        System.out.println("Consumed: " + value);

        notifyAll();
    }
}

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この例では、ProducerConsumerExample クラスはプロデューサーとコンシューマーのロジックを実装します。。プロデュースメソッドでは、バッファがいっぱいの場合、コンシューマがデータを消費し、notifyAll メソッドを呼び出して待機中のプロデューサースレッドを起動するまで、スレッドは待機状態になります (wait メソッドを呼び出します)。同様に、consumption メソッドでは、バッファーが空の場合、プロデューサーがデータを生成し、notifyAll メソッドを呼び出して待機中のコンシューマースレッドを起動するまで、スレッドは待機状態に入ります。

3.2 スレッドのコラボレーション

場合によっては、複数のスレッドを特定の順序で実行する必要がある場合があり、1 つのスレッドが特定のタスクを完了した後、次のスレッドに実行を継続するように通知する必要があります。このシナリオでは、wait メソッドと notification メソッドを使用してスレッドのコラボレーションを実現することもできます。

次は、wait メソッドと Notice メソッドを使用してスレッドコラボレーションを実現する方法を示す簡単な例です。

public class ThreadCooperationExample {
    private boolean isTask1Completed = false;

    public synchronized void task1() throws InterruptedException {
        while (!isTask1Completed) {
            wait();
        }

        System.out.println("Task 1 completed");
    }

    public synchronized void task2() {
        System.out.println("Task 2 started");

        // 执行任务2的代码

        isTask1Completed = true;
        notify();
    }
}

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この例では、ThreadCooperationExample クラスは 2 つのタスク task1 と task2 を実装します。 task1 では、スレッドは isTask1Completed のステータスを継続的にチェックし、それが false の場合は、task2 が isTask1Completed を true に設定し、notify メソッドを呼び出して待機中の task1 スレッドを起動するまで待機状態になります (wait メソッドを呼び出します)。

この記事では、wait メソッドと Notice メソッドの実践的なアプリケーションシナリオを詳細に紹介し、具体的なコード例を示します。ご覧のとおり、wait メソッドと Notice メソッドは、マルチスレッドプログラミングにおけるスレッド間の通信と連携を実現し、スレッドの順序と同期を保証します。実際の開発では、さまざまなニーズに応じて、待機メソッドと通知メソッドを柔軟に使用して、効率的で信頼性の高いマルチスレッドアプリケーションを作成できます。

以上がJavaのwaitとnotifyの実践的な応用例を徹底解説：スレッド間通信の詳細説明の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。