如何同步使用多个线程？

Question

我有多个线程，它们都从一个对象运行。我希望“主线程”单独运行，直到某一点，然后它等待，所有其他线程一起运行，然后主线程唤醒，等等。。。。。我无法同步线程。我要么得到一个非法的监视器状态异常，要么它卡在一个“等待”循环中，该循环应该接收一个永远不会到达的“通知”。

更具体地说，我有一个带有数组的对象。阵列中的每个单元都有一个线程，该线程检查相邻单元，然后使用该信息更改其单元。为了有序地进行更改，我希望所有单元格首先检查相邻单元格并保留生成的值，然后等待。当所有这些操作完成后，主线程将唤醒所有这些操作，并更新各自的单元格。

我查看了“等待”和“通知”是如何工作的，但我仍然不明白它们是如何同步的。据我所知，我需要将它们全部连接到一个对象，然后该对象就是“锁”，所以如果我在其方法上使用“同步”，一次只能有一个线程接近它？如何确保“wait”方法始终有一个“notify”来结束它？

编辑：该方法基本上运行康威的生活游戏。代码的主要方向是这样的：类LifeMatrix扩展了JPanel。它有一系列面板，每个面板要么是“死的”，要么是“活的”（真/假）。RunMatrixThread类扩展了thread，是协调代码的“主线程”。CellThead类扩展了thread，并为矩阵中的每个单元格创建了CellThread。因此，我的想法是将“LifeMatrix”作为观察者提供给所有线程，但如果我尝试通知LifeMatrix对象（使用matrix.notify（）），它会给我非法监视器状态异常，如果我尝试使用“notify all”，它会卡在RunMatrixThread的wait（）命令中。还有，我要通知一个对象吗？还是通知正在等待的线程？

Answer 1

好的，首先我想感谢你们所有人的帮助，你们给我的一些链接非常有用。

我发现了问题所在：我试图在同一个对象上同时使用来自两种不同类型线程的wait/notify方法。我的“CellThread”使用wait和“notifyAll”，我的“RunMatrixThread”也使用同样的方法。它们当然有“同步”方法，但因为它们是两种不同类型的线程，所以这两种类型彼此不同步。解决这个问题的方法是，我在“RunMatrixThread”类中创建了两个新的同步方法，一个用于等待，一个用于通知，然后只要我想等待/通知，就从所有线程（两个线程类）调用这些方法。这样，就有了一个统一的对象，它锁定了所有的东西。

PS：我知道使用这么多线程是个坏主意。这是粗人的任务，他们要求我们这样做。

Answer 2

如果您试图让“工作线程”完成由“主”线程授权/发起/分发的工作包，那么您可能应该使用线程池（例如，https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html)

线程池负责创建工作线程，并将它们的活动与主线程“同步”，它允许您专注于工作线程执行的任务。

数组中的每个单元格都有一个线程。。。

对于康威来说，这是太多的工作线程了。如果这项工作纯粹是受计算限制的，那么没有必要让更多的线程超过主机的处理器来执行它们。

如果我为一个有N个处理器的主机编写life，我会使用一个有N个线程的线程池。而且，在每一代中，我都会让主线程向池中提交N个任务：每个任务都会执行一个水平条带。

Answer 3

不要使用并行化。在使用线程之前，请考虑是否真的可以并行化作业，因为如果所有任务都必须彼此同步，那么使用线程不会在执行时间方面给您带来更好的性能。假设你有一个对象数组[a，b]，如果a必须等待b上的一些更改，你不能单独处理a和b，所以你不能并行化你的作业。相反，如果需要处理a、b和数组中的所有元素，并在最后对它们执行一些计算，则可以使用Join（）方法连接线程。当调用join方法时，基本上是将线程分支连接到一个（主线程）中。一个新线程将分叉你的主线程，join将连接这些线程。