Java多线程学习之wait、notify/notifyAll 详解

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-05-16 00:40 162阅读 0赞

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1、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，无法被重写。

2、wait()使当前线程阻塞，前提是 必须先获得锁，一般配合synchronized 关键字使用，即，一般在synchronized 同步代码块里使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。

3、 由于 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行，说明当前线程一定是获取了锁的。

当线程执行wait()方法时候，会释放当前的锁，然后让出CPU，进入等待状态。

只有当 notify/notifyAll() 被执行时候，才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程，然后继续往下执行，直到执行完synchronized 代码块的代码或是中途遇到wait() ，再次释放锁。

也就是说，notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程，而不会立即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以在编程中，尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区，以唤醒其他线程

4、wait() 需要被try catch包围，中断也可以使wait等待的线程唤醒。

5、notify 和wait 的顺序不能错，如果A线程先执行notify方法，B线程在执行wait方法，那么B线程是无法被唤醒的。

6、notify 和 notifyAll的区别

notify方法只唤醒一个等待（对象的）线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对象，这个方法只会唤醒其中一个线程，选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。notifyAll 会唤醒所有等待(对象的)线程，尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒，推荐使用notifyAll 方法。比如在生产者-消费者里面的使用，每次都需要唤醒所有的消费者或是生产者，以判断程序是否可以继续往下执行。

7、在多线程中要测试某个条件的变化，使用if 还是while？

要注意，notify唤醒沉睡的线程后，线程会接着上次的执行继续往下执行。所以在进行条件判断时候，可以先把 wait 语句忽略不计来进行考虑，显然，要确保程序一定要执行，并且要保证程序直到满足一定的条件再执行，要使用while来执行，以确保条件满足和一定执行。如下代码：

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1 public class K {
     2     //状态锁
     3     private Object lock;
     4     //条件变量
     5     private int now,need;
     6     public void produce(int num){
     7         //同步
     8         synchronized (lock){
     9            //当前有的不满足需要，进行等待
    10             while(now < need){
    11                 try {
    12                     //等待阻塞
    13                     wait();
    14                 } catch (InterruptedException e) {
    15                     e.printStackTrace();
    16                 }
    17                 System.out.println("我被唤醒了！");
    18             }
    19            // 做其他的事情
    20         }
    21     }
    22 }
    23

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显然，只有当前值满足需要值的时候，线程才可以往下执行，所以，必须使用while 循环阻塞。注意，wait() 当被唤醒时候，只是让while循环继续往下走.如果此处用if的话，意味着if继续往下走，会跳出if语句块。但是，notifyAll 只是负责唤醒线程，并不保证条件云云，所以需要手动来保证程序的逻辑。

8、实现生产者和消费者问题

什么是生产者-消费者问题呢？![834666-20171006132515411-1581950806.jpg][]

如上图，假设有一个公共的容量有限的池子，有两种人，一种是生产者，另一种是消费者。需要满足如下条件：

1、生产者产生资源往池子里添加，前提是池子没有满，如果池子满了，则生产者暂停生产，直到自己的生成能放下池子。

2、消费者消耗池子里的资源，前提是池子的资源不为空，否则消费者暂停消耗，进入等待直到池子里有资源数满足自己的需求。

- 仓库类

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1 import java.util.LinkedList;
     2 
     3 /**
     4  *  生产者和消费者的问题
     5  *  wait、notify/notifyAll() 实现
     6  */
     7 public class Storage1 implements AbstractStorage {
     8     //仓库最大容量
     9     private final int MAX_SIZE = 100;
    10     //仓库存储的载体
    11     private LinkedList list = new LinkedList();
    12 
    13     //生产产品
    14     public void produce(int num){
    15         //同步
    16         synchronized (list){
    17             //仓库剩余的容量不足以存放即将要生产的数量，暂停生产
    18             while(list.size()+num > MAX_SIZE){
    19                 System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
    20                         + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!");
    21 
    22                 try {
    23                     //条件不满足，生产阻塞
    24                     list.wait();
    25                 } catch (InterruptedException e) {
    26                     e.printStackTrace();
    27                 }
    28             }
    29 
    30             for(int i=0;i<num;i++){
    31                 list.add(new Object());
    32             }
    33 
    34             System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size());
    35 
    36             list.notifyAll();
    37         }
    38     }
    39 
    40     //消费产品
    41     public void consume(int num){
    42         synchronized (list){
    43 
    44             //不满足消费条件
    45             while(num > list.size()){
    46                 System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
    47                         + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!");
    48 
    49                 try {
    50                     list.wait();
    51                 } catch (InterruptedException e) {
    52                     e.printStackTrace();
    53                 }
    54             }
    55 
    56             //消费条件满足，开始消费
    57             for(int i=0;i<num;i++){
    58                 list.remove();
    59             }
    60 
    61             System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size());
    62 
    63             list.notifyAll();
    64         }
    65     }
    66 }

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- 抽象仓库类

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1 public interface AbstractStorage {
    2     void consume(int num);
    3     void produce(int num);
    4 }

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- 生产者

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1 public class Producer extends Thread{
     2     //每次生产的数量
     3     private int num ;
     4 
     5     //所属的仓库
     6     public AbstractStorage abstractStorage;
     7 
     8     public Producer(AbstractStorage abstractStorage){
     9         this.abstractStorage = abstractStorage;
    10     }
    11 
    12     public void setNum(int num){
    13         this.num = num;
    14     }
    15 
    16     // 线程run函数
    17     @Override
    18     public void run()
    19     {
    20         produce(num);
    21     }
    22 
    23     // 调用仓库Storage的生产函数
    24     public void produce(int num)
    25     {
    26         abstractStorage.produce(num);
    27     }
    28 }

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- 消费者

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1 public class Consumer extends Thread{
     2     // 每次消费的产品数量
     3     private int num;
     4 
     5     // 所在放置的仓库
     6     private AbstractStorage abstractStorage1;
     7 
     8     // 构造函数，设置仓库
     9     public Consumer(AbstractStorage abstractStorage1)
    10     {
    11         this.abstractStorage1 = abstractStorage1;
    12     }
    13 
    14     // 线程run函数
    15     public void run()
    16     {
    17         consume(num);
    18     }
    19 
    20     // 调用仓库Storage的生产函数
    21     public void consume(int num)
    22     {
    23         abstractStorage1.consume(num);
    24     }
    25 
    26     public void setNum(int num){
    27         this.num = num;
    28     }
    29 }

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- 测试

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1 public class Test{
     2     public static void main(String[] args) {
     3         // 仓库对象
     4         AbstractStorage abstractStorage = new Storage1();
     5 
     6         // 生产者对象
     7         Producer p1 = new Producer(abstractStorage);
     8         Producer p2 = new Producer(abstractStorage);
     9         Producer p3 = new Producer(abstractStorage);
    10         Producer p4 = new Producer(abstractStorage);
    11         Producer p5 = new Producer(abstractStorage);
    12         Producer p6 = new Producer(abstractStorage);
    13         Producer p7 = new Producer(abstractStorage);
    14 
    15         // 消费者对象
    16         Consumer c1 = new Consumer(abstractStorage);
    17         Consumer c2 = new Consumer(abstractStorage);
    18         Consumer c3 = new Consumer(abstractStorage);
    19 
    20         // 设置生产者产品生产数量
    21         p1.setNum(10);
    22         p2.setNum(10);
    23         p3.setNum(10);
    24         p4.setNum(10);
    25         p5.setNum(10);
    26         p6.setNum(10);
    27         p7.setNum(80);
    28 
    29         // 设置消费者产品消费数量
    30         c1.setNum(50);
    31         c2.setNum(20);
    32         c3.setNum(30);
    33 
    34         // 线程开始执行
    35         c1.start();
    36         c2.start();
    37         c3.start();
    38 
    39         p1.start();
    40         p2.start();
    41         p3.start();
    42         p4.start();
    43         p5.start();
    44         p6.start();
    45         p7.start();
    46     }
    47 }

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- 输出

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【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
    【要消费的产品数量】:20    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
    【要消费的产品数量】:30    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
    【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10
    【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
    【要消费的产品数量】:20    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
    【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
    【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20
    【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30
    【要消费的产品数量】:50    【库存量】:30    暂时不能执行生产任务!
    【已经消费产品数】:20    【现仓储量为】:10
    【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
    【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20
    【要消费的产品数量】:50    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务!
    【要消费的产品数量】:30    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务!
    【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30
    【已经消费产品数】:30    【现仓储量为】:0
    【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
    【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10
    【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
    【已经生产产品数】:80    【现仓储量为】:90
    【已经消费产品数】:50    【现仓储量为】:40

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