java 多线程 notify_Java多线程8:wait()和notify()/notifyAll()

轮询

线程本身是操作系统中独立的个体,但是线程与线程之间不是独立的个体,因为它们彼此之间要相互通信和协作。

想像一个场景,A线程做int型变量i的累加操作,B线程等待i到了10000就打印出i,怎么处理?一个办法就是,B线程while(i == 10000),这样两个线程之间就有了通信,B线程不断通过轮训来检测i == 10000这个条件。

这样可以实现我们的需求,但是也带来了问题:CPU把资源浪费了B线程的轮询操作上,因为while操作并不释放CPU资源,导致了CPU会一直在这个线程中做判断操作。如果可以把这些轮询的时间释放出来,给别的线程用,就好了。

wait/notify

在Object对象中有三个方法wait()、notify()、notifyAll(),既然是Object中的方法,那每个对象自然都是有的。如果不接触多线程的话,这两个方法是不太常见的。下面看一下前两个方法:

1、wait()

wait()的作用是使当前执行代码的线程进行等待,将当前线程置入"预执行队列"中,并且wait()所在的代码处停止执行,直到接到通知或被中断。在调用wait()之前,线程必须获得该对象的锁,因此只能在同步方法/同步代码块中调用wait()方法。

2、notify()

notify()的作用是,如果有多个线程等待,那么线程规划器随机挑选出一个wait的线程,对其发出通知notify(),并使它等待获取该对象的对象锁。注意"等待获取该对象的对象锁",这意味着,即使收到了通知,wait的线程也不会马上获取对象锁,必须等待notify()方法的线程释放锁才可以。和wait()一样,notify()也要在同步方法/同步代码块中调用。

总结起来就是,wait()使线程停止运行,notify()使停止运行的线程继续运行。

wait()/notify()使用示例

看一段代码:

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写个main函数,同样的Thread.sleep(3000)也是为了保证mt0先运行,这样才能看到wait()和notify()的效果:

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看一下运行结果:

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第一行和第二行之间的time减一下很明显就是3s,说明wait()之后代码一直暂停,notify()之后代码才开始运行。

wait()方法可以使调用该线程的方法释放共享资源的锁,然后从运行状态退出,进入等待队列,直到再次被唤醒。

notify()方法可以随机唤醒等待队列中等待同一共享资源的一个线程,并使得该线程退出等待状态,进入可运行状态

notifyAll()方法可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的全部线程从等待状态退出,进入可运行状态

最后,如果wait()方法和notify()/notifyAll()方法不在同步方法/同步代码块中被调用,那么虚拟机会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException,注意一下。

wait()释放锁以及notify()不释放锁

多线程的学习中,任何地方都要关注"锁",wait()和notify()也是这样。wait()方法是释放锁的,写一个例子来证明一下:

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如果wait()方法不释放锁,那么Thread-1根本不会进入同步代码块打印的,所以,证明完毕。

接下来证明一下notify()方法不释放锁的结论:

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写两个线程分别调用2个方法:

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看一下运行结果:

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如果notify()方法释放锁,那么在Thread-1调用notify()方法后Thread.sleep(5000)必定应该有其他线程可以进入同步代码块了,但是实际上没有,必须等到Thread-1把代码执行完。所以,证明完毕。

interrupt()打断wait()

之前有说过,interrupt()方法的作用不是中断线程,而是在线程阻塞的时候给线程一个中断标识,表示该线程中断。wait()就是"阻塞的一种场景",看一下用interrupt()打断wait()的例子:

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notifyAll()唤醒所有线程

利用Object对象的notifyAll()方法可以唤醒处于同一监视器下的所有处于wait的线程,举个例子证明一下:

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写两个线程,一个调用testMethod(Object lock)的线程,一个notifyAll()线程:

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main函数开三个wait线程,用一个notifyAll的线程去唤醒:

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当然,唤醒的顺序不重要,因为notifyAll()把处于同一资源下wait的线程全部唤醒,至于唤醒的顺序,就和线程启动的顺序一样,是虚拟机随机的。

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