JAVA多线程之wait/notify

本文主要学习JAVA多线程中的 wait()方法 与 notify()/notifyAll()方法的用法。

①wait() 与 notify/notifyAll 方法必须在同步代码块中使用

②wait() 与  notify/notifyAll() 的执行过程

③中断 调用wait()方法进入等待队列的 线程

④notify 通知的顺序不能错

⑤多线程中测试某个条件的变化用 if 还是用 while？

 

①wait() 与 notify/notifyAll 方法必须在同步代码块中使用

wait() 与 notify/notifyAll() 是Object类的方法，在执行两个方法时，要先获得锁。那么怎么获得锁呢？

在这篇：JAVA多线程之Synchronized关键字--对象锁的特点文章中介绍了使用synchronized关键字获得锁。因此，wait() 与  notify/notifyAll() 经常与synchronized搭配使用，即在synchronized修饰的同步代码块或方法里面调用wait() 与  notify/notifyAll()方法。

 

②wait() 与  notify/notifyAll() 的执行过程

由于 wait() 与  notify/notifyAll() 是放在同步代码块中的，因此线程在执行它们时，肯定是进入了临界区中的，即该线程肯定是获得了锁的。

当线程执行wait()时，会把当前的锁释放，然后让出CPU，进入等待状态。

 当执行notify/notifyAll方法时，会唤醒一个处于等待该 对象锁 的线程，然后继续往下执行，直到执行完退出对象锁锁住的区域（synchronized修饰的代码块）后再释放锁。

从这里可以看出，notify/notifyAll()执行后，并不立即释放锁，而是要等到执行完临界区中代码后，再释放。故，在实际编程中，我们应该尽量在线程调用notify/notifyAll()后，立即退出临界区。即不要在notify/notifyAll()后面再写一些耗时的代码。示例如下：

public class Service {

    public void testMethod(Object lock) {
        try {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("begin wait() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName());
                lock.wait();
                System.out.println("  end wait() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void synNotifyMethod(Object lock) {
        try {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("begin notify() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName() + " time="
                        + System.currentTimeMillis());
                lock.notify();
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("  end notify() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName() + " time="
                        + System.currentTimeMillis());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在第3行的testMethod()中调用 wait()，在第17行的synNotifyMethod()中调用notify()

从上面的代码可以看出，wait() 与  notify/notifyAll()都是放在同步代码块中才能够执行的。如果在执行wait() 与  notify/notifyAll() 之前没有获得相应的对象锁，就会抛出：java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

在第8行，当ThreadA线程执行lock.wait();这条语句时，释放获得的对象锁lock，并放弃CPU，进入等待队列。

当另一个线程执行第23行lock.notify();，会唤醒ThreadA，但是此时它并不立即释放锁，接下来它睡眠了5秒钟(sleep()是不释放锁的，事实上sleep()也可以不在同步代码块中调用)，直到第28行，退出synchronized修饰的临界区时，才会把锁释放。这时，ThreadA就有机会获得另一个线程释放的锁，并从等待的地方起（第9行）起开始执行。

 

接下来是两个线程类，线程类ThreadA调用testMethod()方法执行lock.wait();时被挂起，另一个线程类synNotifyMethodThread调用synNotifyMethod()负责唤醒挂起的线程。代码如下：

public class ThreadA extends Thread {
    private Object lock;

    public ThreadA(Object lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        Service service = new Service();
        service.testMethod(lock);
    }
}

public class SynNotifyMethodThread extends Thread {
    private Object lock;

    public SynNotifyMethodThread(Object lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        Service service = new Service();
        service.synNotifyMethod(lock);
    }
}

 

再接下来是测试类：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Object lock = new Object();

        ThreadA a = new ThreadA(lock);
        a.start();

        //NotifyThread notifyThread = new NotifyThread(lock);
       // notifyThread.start();

        SynNotifyMethodThread c = new SynNotifyMethodThread(lock);
        c.start();
    }
}

 

③中断 调用wait()方法进入等待队列的 线程

示例代码如下：

public class Service {

    public void testMethod(Object lock) {
        try {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("begin wait()");
                lock.wait();
                System.out.println("  end wait()");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("出现异常");
        }
    }
}

public class ThreadA extends Thread {

    private Object lock;

    public ThreadA(Object lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        Service service = new Service();
        service.testMethod(lock);
    }
}

注意，在第23行wait()方法是Object类的对象lock调用的。而下面的interrupt()方法是ThreadA类的对象调用的。在ThreadA里面，将Object的对象作为参数传给了testMethod()方法，ThreadA的run()方法去调用testMethod()，从而wait()使ThreadA的线程暂停了（暂停当前执行wait()的线程）。从这里可以看出一个区别：

Object类中与线程有关的方法：

1)notify/notifyAll

2)wait()/wait(long)

java.lang.Thread中与之相关的方法：

1)interrupt()

2)sleep()/sleep(long)

3)join()/suspend()/resume()....

测试类代码如下：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            Object lock = new Object();

            ThreadA a = new ThreadA(lock);
            a.start();

            Thread.sleep(5000);

            a.interrupt();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

当执行第13行的interrupt()时，处于wait中的线程“立即”被唤醒（一般是立即响应中断请求），并抛出异常。此时，线程也就结束了。

 

④notify 通知的顺序不能错

假设在线程A中执行wait()，在线程B中执行notify()。但如果线程B先执行了notify()然后结束了，线程A才去执行wait()，那此时，线程A将无法被正常唤醒了（还可以通过③中提到的interrupt()方法以抛出异常的方式唤醒^~^）。

这篇文章： JAVA多线程之线程间的通信方式中的第③点提到了notify通知顺序出错会导致 调用wait()进入等待队列的线程再也无法被唤醒了。

 

⑤多线程中测试某个条件的变化用 if 还是用 while？

以前一直不明白 当在线程的run()方法中需要测试某个条件时，为什么用while，而不用if?

这个例子是这样的：

有两个线程从List中删除数据，而只有一个线程向List中添加数据。初始时，List为空，只有往List中添加了数据之后，才能删除List中的数据。添加数据的线程向List添加完数据后，调用notifyAll()，唤醒了两个删除线程，但是它只添加了一个数据，而现在有两个唤醒的删除线程，这时怎么办？?

如果用 if 测试List中的数据的个数，则会出现IndexOutofBoundException，越界异常。原因是，List中只有一个数据，第一个删除线程把数据删除后，第二个线程再去执行删除操作时，删除失败，从而抛出 IndexOutofBoundException。

但是如果用while 测试List中数据的个数，则不会出现越界异常.

当wait等待的条件发生变化时，会造成程序的逻辑混乱---即，List中没有数据了，再还是有线程去执行删除数据的操作。因此，需要用while循环来判断条件的变化，而不是用if。关于为什么使用while进行判断的更详细的解释，可参考《JAVA并发编程实战》中的第14章：构建自定义同步工具。

示例如下：Add类，负责添加数据：

public class Add {

    private String lock;
    public Add(String lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    public void add() {
        synchronized (lock) {
            ValueObject.list.add("anyString");
            lock.notifyAll();
        }
    }
}

public class ThreadAdd extends Thread {

    private Add p;

    public ThreadAdd(Add p) {
        super();
        this.p = p;
    }

    @Override
    public void run() {
        p.add();
    }
}

 

Subtract类，负责删除数据----先要进行条件判断，然后执行wait()，这意味着：wait等待的条件可能发生变化！！！

public class Subtract {

    private String lock;

    public Subtract(String lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    public void subtract() {
        try {
            synchronized (lock) {
                if(ValueObject.list.size() == 0) {//将这里的if改成while即可保证不出现越界异常!!!!
                    System.out.println("wait begin ThreadName="
                            + Thread.currentThread().getName());
                    lock.wait();
                    System.out.println("wait   end ThreadName="
                            + Thread.currentThread().getName());
                }
                ValueObject.list.remove(0);
                System.out.println("list size=" + ValueObject.list.size());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class ThreadSubtract extends Thread {

    private Subtract r;

    public ThreadSubtract(Subtract r) {
        super();
        this.r = r;
    }

    @Override
    public void run() {
        r.subtract();
    }
}

 

封装的List队列：

public class ValueObject {

    public static List list = new ArrayList();

}

 

测试类：

public class Run {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        String lock = new String("");

        Add add = new Add(lock);
        Subtract subtract = new Subtract(lock);

        ThreadSubtract subtract1Thread = new ThreadSubtract(subtract);
        subtract1Thread.setName("subtract1Thread");
        subtract1Thread.start();

        ThreadSubtract subtract2Thread = new ThreadSubtract(subtract);
        subtract2Thread.setName("subtract2Thread");
        subtract2Thread.start();

        Thread.sleep(1000);

        ThreadAdd addThread = new ThreadAdd(add);
        addThread.setName("addThread");
        addThread.start();

    }
}

 

参考：《JAVA多线程核心技术》

原文：http://www.cnblogs.com/hapjin/p/5492645.html