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最简实例说明wait、notify、notifyAll的使用方法

 

博客分类： 
多线程JVMthreadIDEA 

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wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法，可以用来控制线程的状态。

这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。

 

  • 如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去，然后处于等待状态。
  • 如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。
  • 如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。

 

其中wait方法有三个over load方法：

wait()

wait(long)

wait(long,int)

wait方法通过参数可以指定等待的时长。如果没有指定参数，默认一直等待直到被通知。

 

 

以下是一个演示代码，以最简洁的方式说明复杂的问题：

简要说明下：

NotifyThread是用来模拟3秒钟后通知其他等待状态的线程的线程类；

WaitThread是用来模拟等待的线程类；

等待的中间对象是flag，一个String对象；

main方法中同时启动一个Notify线程和三个wait线程；

 

 

Java代码  收藏代码
  1. public class NotifyTest {  
  2.     private  String flag = "true";  
  3.   
  4.     class NotifyThread extends Thread{  
  5.         public NotifyThread(String name) {  
  6.             super(name);  
  7.         }  
  8.         public void run() {       
  9.             try {  
  10.                 sleep(3000);//推迟3秒钟通知  
  11.             } catch (InterruptedException e) {  
  12.                 e.printStackTrace();  
  13.             }  
  14.               
  15.                 flag = "false";  
  16.                 flag.notify();  
  17.         }  
  18.     };  
  19.   
  20.     class WaitThread extends Thread {  
  21.         public WaitThread(String name) {  
  22.             super(name);  
  23.         }  
  24.   
  25.         public void run() {  
  26.               
  27.                 while (flag!="false") {  
  28.                     System.out.println(getName() + " begin waiting!");  
  29.                     long waitTime = System.currentTimeMillis();  
  30.                     try {  
  31.                         flag.wait();  
  32.                     } catch (InterruptedException e) {  
  33.                         e.printStackTrace();  
  34.                     }  
  35.                     waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;  
  36.                     System.out.println("wait time :"+waitTime);  
  37.                 }  
  38.                 System.out.println(getName() + " end waiting!");  
  39.               
  40.         }  
  41.     }  
  42.   
  43.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
  44.         System.out.println("Main Thread Run!");  
  45.         NotifyTest test = new NotifyTest();  
  46.         NotifyThread notifyThread =test.new NotifyThread("notify01");  
  47.         WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");  
  48.         WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");  
  49.         WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");  
  50.         notifyThread.start();  
  51.         waitThread01.start();  
  52.         waitThread02.start();  
  53.         waitThread03.start();  
  54.     }  
  55.   
  56. }  

 

OK，如果你拿这段程序去运行下的话， 会发现根本运行不了，what happened？满屏的java.lang.IllegalMonitorStateException。

没错，这段程序有很多问题，我们一个个来看。

 

首先，这儿要非常注意的几个事实是

 

  1. 任何一个时刻，对象的控制权（monitor）只能被一个线程拥有。
  2. 无论是执行对象的wait、notify还是notifyAll方法，必须保证当前运行的线程取得了该对象的控制权（monitor）
  3. 如果在没有控制权的线程里执行对象的以上三种方法，就会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常。
  4. JVM基于多线程，默认情况下不能保证运行时线程的时序性

 

基于以上几点事实，我们需要确保让线程拥有对象的控制权。

也就是说在waitThread中执行wait方法时，要保证waitThread对flag有控制权；

在notifyThread中执行notify方法时，要保证notifyThread对flag有控制权。

 

线程取得控制权的方法有三：

 

  1. 执行对象的某个同步实例方法。
  2. 执行对象对应类的同步静态方法。
  3. 执行对该对象加同步锁的同步块。
我们用第三种方法来做说明：
将以上notify和wait方法包在同步块中
 
Java代码  收藏代码
  1. synchronized (flag) {  
  2.                 flag = "false";  
  3.                 flag.notify();  
  4.             }  

 

 

Java代码  收藏代码
  1. synchronized (flag) {  
  2.                 while (flag!="false") {  
  3.                     System.out.println(getName() + " begin waiting!");  
  4.                     long waitTime = System.currentTimeMillis();  
  5.                     try {  
  6.                         flag.wait();  
  7.                     } catch (InterruptedException e) {  
  8.                         e.printStackTrace();  
  9.                     }  
  10.                     waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;  
  11.                     System.out.println("wait time :"+waitTime);  
  12.                 }  
  13.                 System.out.println(getName() + " end waiting!");  
  14.             }  

 

我们向前进了一步。

问题解决了吗？

好像运行还是报错java.lang.IllegalMonitorStateException。what happened？

 

这时的异常是由于在针对flag对象同步块中，更改了flag对象的状态所导致的。如下：

flag="false";

flag.notify();

对在同步块中对flag进行了赋值操作，使得flag引用的对象改变，这时候再调用notify方法时，因为没有控制权所以抛出异常。

 

我们可以改进一下，将flag改成一个JavaBean，然后更改它的属性不会影响到flag的引用。

我们这里改成数组来试试，也可以达到同样的效果：

 

 

Java代码  收藏代码
  1. private   String flag[] = {"true"};  

 

 

Java代码  收藏代码
  1. synchronized (flag) {  
  2.             flag[0] = "false";  
  3.             flag.notify();  
  4.         }  

 

 

Java代码  收藏代码
  1. synchronized (flag) {  
  2.                 while (flag[0]!="false") {  
  3.                     System.out.println(getName() + " begin waiting!");  
  4.                     long waitTime = System.currentTimeMillis();  
  5.                     try {  
  6.                         flag.wait();  
  7.                           
  8.                     } catch (InterruptedException e) {  
  9.                         e.printStackTrace();  
  10.                     }  

 

 

这时候再运行，不再报异常，但是线程没有结束是吧，没错，还有线程堵塞，处于wait状态。

 

原因很简单，我们有三个wait线程，只有一个notify线程，notify线程运行notify方法的时候，是随机通知一个正在等待的线程，所以，现在应该还有两个线程在waiting。

 

我们只需要将NotifyThread线程类中的flag.notify()方法改成notifyAll()就可以了。notifyAll方法会通知所有正在等待对象控制权的线程。

 

最终完成版如下：

 

 

Java代码  收藏代码
  1. public class NotifyTest {  
  2.     private String flag[] = { "true" };  
  3.   
  4.     class NotifyThread extends Thread {  
  5.         public NotifyThread(String name) {  
  6.             super(name);  
  7.         }  
  8.   
  9.         public void run() {  
  10.             try {  
  11.                 sleep(3000);  
  12.             } catch (InterruptedException e) {  
  13.                 e.printStackTrace();  
  14.             }  
  15.             synchronized (flag) {  
  16.                 flag[0] = "false";  
  17.                 flag.notifyAll();  
  18.             }  
  19.         }  
  20.     };  
  21.   
  22.     class WaitThread extends Thread {  
  23.         public WaitThread(String name) {  
  24.             super(name);  
  25.         }  
  26.   
  27.         public void run() {  
  28.             synchronized (flag) {  
  29.                 while (flag[0] != "false") {  
  30.                     System.out.println(getName() + " begin waiting!");  
  31.                     long waitTime = System.currentTimeMillis();  
  32.                     try {  
  33.                         flag.wait();  
  34.   
  35.                     } catch (InterruptedException e) {  
  36.                         e.printStackTrace();  
  37.                     }  
  38.                     waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;  
  39.                     System.out.println("wait time :" + waitTime);  
  40.                 }  
  41.                 System.out.println(getName() + " end waiting!");  
  42.             }  
  43.         }  
  44.     }  
  45.   
  46.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
  47.         System.out.println("Main Thread Run!");  
  48.         NotifyTest test = new NotifyTest();  
  49.         NotifyThread notifyThread = test.new NotifyThread("notify01");  
  50.         WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");  
  51.         WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");  
  52.         WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");  
  53.         notifyThread.start();  
  54.         waitThread01.start();  
  55.         waitThread02.start();  
  56.         waitThread03.start();  
  57.     }  
  58.   
  59. }  

 

 

posted @ 2017-11-05 16:43  Avatarx  阅读(588)  评论(0)  编辑  收藏  举报