锁池、等待池、notify详解

线程状态图示

锁池和等待池

java中，每个对象都有两个池，锁池和等待池。

 

锁池：某个线程已经拥有了某个对象的锁，其他想要获取该对象的锁的线程就会进入该对象的锁池中；

⭕举例解释：

    假设线程A已经拥有了某个对象的锁（这里是对象 不是类），其他线程想要调用这个对象的某个synchronized方法或者块，因为这些线程在进入对象的synchronized方法之前必须先获取该对象锁的拥有权，但此时该对象的锁正被线程A所拥有，所以这些线程就进入了该对象的锁池中。

 

等待池：已经拥有某个对象的锁的线程调用了wait()方法，该线程将进入该对象的等待池去，等待池中的线程不竞争该对象的锁。

⭕举例解释：

    假设线程A调用了某个对象的wait()方法，线程A就会释放该对象的锁（因为wait()方法必须出现在synchronized中，所以在执行wait()方法前线程A就拥有了该对象的锁），之后线程A就进入到了该对象的等待池中。

    如果其他一个线程调用了相同对象的notify()方法，那么会随机取出一个该对象等待池中的线程进入到该对象的锁池中；如果调用了相同对象的notifyAll()方法，那么处于该对象等待池中的所有线程就会全部进入该对象的锁池中，准备争夺锁的拥有权。

 

当执行该对象的notify()方法时，随机将等待池中的一个线程移到锁池中；当执行该对象的notifyAll()方法时，将等待池中的所有线程移到锁池中。

 

锁池中的线程可以竞争该对象的锁。

 

图示锁池和等待池

 

 

 

为什么wait、notify、notifyAll方法必须在synchronized中调用？

上述内容中我们知道，必须在synchronized方法中使用wait()方法、notify()及notifyAll()方法。为什么？

 

    wait 和 nodify 需要监视对其调用的 Object。

    JVM 在运行时会强制检查 wait 和 notify 有没有在 synchronized 代码中，如果没有的话就会报非法监视器状态异常（IllegalMonitorStateException），但这也仅仅是运行时的程序表象，那为什么 Java 要这样设计呢？其实这样设计的原因就是为了防止多线程并发运行时，程序的执行混乱问题。

 

⭕举例解释：

    实现一个自定义阻塞队列。 这里的阻塞队列是指读操作阻塞，也就是当读取数据时，如果有数据就返回数据，如果没有数据则阻塞等待数据。

    如果 wait 和 notify 不强制要求加锁，那么在线程 1 执行完判断之后，尚未执行休眠之前，此时另一个线程添加数据到队列中。然而这时线程 1 已经执行过判断了，所以就会直接进入休眠状态，从而导致队列中的那条数据永久性不能被读取，这就是程序并发运行时“执行结果混乱”的问题。

此处引用稀土掘金作者（Java中文社群）文章，链接：https://juejin.cn/post/7067322092936495112。