在 java 中实现线程间数据共享是并发编程的核心需求,但需要谨慎处理同步问题以避免竞态条件。以下是几种主要实现方式及其最佳实践:
1. 共享变量与同步机制
通过锁控制对共享对象的访问,避免竞态条件。
synchronized关键字
修饰方法或代码块,确保同一时间仅一个线程访问资源:
public class counter {
private int count = 0;
public synchronized void increment() { count++; } // 同步方法
public int getcount() { return count; }
}
适用场景:简单计数器或低并发场景。
reentrantlock
提供更灵活的锁控制(如超时、公平锁):
private reentrantlock lock = new reentrantlock();
public void update() {
lock.lock();
try { /* 修改共享数据 */ }
finally { lock.unlock(); }
}
适用场景:需细粒度锁控制的复杂同步逻辑。
2. 轻量级通信机制
适用于状态标志或简单原子操作。
volatile关键字
保证变量可见性(不保证原子性):
public class statuschecker {
private volatile boolean isrunning = true; // 线程可见
public void stop() { isrunning = false; }
}
适用场景:单写多读的状态标志(如停止信号)。
- 原子类(
atomicinteger等)
基于cas实现无锁线程安全:
private atomicinteger counter = new atomicinteger(0);
public void safeincrement() {
counter.incrementandget(); // 原子操作
}
适用场景:计数器、状态位等高频读写操作。
3. 线程安全容器
直接使用并发集合避免手动同步:
concurrenthashmap:分段锁实现高并发读写。copyonwritearraylist:写时复制,适合读多写少场景。
concurrenthashmap<string, integer> map = new concurrenthashmap<>();
map.put("key", 100); // 线程安全
4. 线程局部变量(threadlocal)
为每个线程创建独立数据副本,避免共享:
private static threadlocal<integer> threadlocal = threadlocal.withinitial(() -> 0);
public void setvalue(int val) { threadlocal.set(val); } // 仅当前线程可见
适用场景:线程上下文信息(如用户会话、事务id)。
5. 高级协调机制
通过工具类实现线程协作:
blockingqueue:生产者-消费者模型的核心工具。
blockingqueue<string> queue = new arrayblockingqueue<>(10);
// 生产者
queue.put("data"); // 队列满时阻塞
// 消费者
string data = queue.take(); // 队列空时阻塞
适用场景:任务调度、异步处理。
countdownlatch:主线程等待子线程完成。cyclicbarrier:多线程相互等待至屏障点。
6. 生产者-消费者模式(wait()/notify())
通过共享对象的等待/唤醒机制同步:
public synchronized void produce() throws interruptedexception {
while (isfull) wait(); // 释放锁并等待
producedata();
notifyall(); // 唤醒消费者
}
注意事项:需在同步块内调用,避免虚假唤醒。
技术选型建议
| 场景 | 推荐方案 | 优势 |
|---|---|---|
| 高频计数器 | 原子类(atomicinteger) | 无锁、高性能 |
| 复杂同步逻辑 | reentrantlock + condition | 支持多条件队列 |
| 读多写少的集合 | copyonwritearraylist | 读操作无锁 |
| 任务调度 | blockingqueue | 内置阻塞机制 |
| 线程隔离数据(如用户会话) | threadlocal | 避免同步开销 |
关键原则:
- 避免锁嵌套:防止死锁(按固定顺序获取锁)。
- 性能权衡:同步代码块 > 同步方法(减少锁范围)。
- 可见性保障:多线程写操作必须同步(volatile仅解决可见性)。

通过综合运用上述技术,可平衡线程安全、性能与代码简洁性。实际开发中优先考虑java.util.concurrent工具类,其内部优化显著降低手动同步风险。
以上就是在java中实现线程之间的数据共享的几种方式总结的详细内容,更多关于java线程间数据共享的资料请关注代码网其它相关文章!
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