在并发编程中:线程之间如何通信及线程之间如何同步?

线程之间如何通信

通信指线程之间以何种机制来交换信息。在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种

  • 共享内存
  • 消息传递

共享内存

在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,通过 写—读内存中的公共状态进行隐式通信。

消息传递

在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过发送消息来显式进行通信。

线程之间如何同步

同步是指程序中用于控制不同线程间操作发生相对顺序的机制。
在共享内存并发模型里,同步是显式进行的。程序员必须显式指定某个方法或者某段代码需要在线程之间互斥执行。
在消息传递的并发模型里,由于消息的发送必须在消息的接收之前,因此同步式隐式进行的。

Java的并发采用的是共享内存模型,Java线程之间的通信总是隐式进行,整个通信过程对程序员完全透明。
在Java中,所有实例域、静态域和数组元素都存储在堆内存中,堆内存在线程之间共享。
局部变量、方法定义参数和异常处理器参数不会在线程之间共享,它们不会有内存可见性问题,也不受内存模型的影响。

Java内存模型

Java线程之间的通信由Java内存模型(JMM)控制,JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。
JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系:线程之间的共享变量存储在主内存中,每个线程都有一个私有的本地内存,本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。(本地内存是JMM的一个抽象概念,并不真实存在。它涵盖了缓存、写缓冲区、寄存器以及其他的硬件和编译器优化。)

在并发编程中:线程之间如何通信及线程之间如何同步?

线程A和线程B之间要通信,必须经历下面两个步骤:

  1. 线程A把本地内存中更新过的共享变量刷新到主内存中去。
  2. 线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。

在并发编程中:线程之间如何通信及线程之间如何同步?

JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为Java程序员提供内存可见性的保证。

《Java并发编程的艺术》