Java多線程學習之wait、notify/notifyAll 詳解

時間 2019-11-16

標籤 java 多線程學習 wait notify notifyall 詳解欄目 Java 简体版

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 一、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，沒法被重寫。 

 
 二、wait()使當前線程阻塞，前提是 必須先得到鎖，通常配合synchronized 關鍵字使用，即，通常在synchronized 同步代碼塊裏使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。 

 
 三、 因爲 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代碼塊執行，說明當前線程必定是獲取了鎖的。 

 
 當線程執行wait()方法時候，會釋放當前的鎖，而後讓出CPU，進入等待狀態。 

 
 只有當 notify/notifyAll() 被執行時候，纔會喚醒一個或多個正處於等待狀態的線程，而後繼續往下執行，直到執行完synchronized 代碼塊的代碼或是中途遇到wait() ，再次釋放鎖。 

 
 也就是說，notify/notifyAll() 的執行只是喚醒沉睡的線程，而不會當即釋放鎖，鎖的釋放要看代碼塊的具體執行狀況。因此在編程中，儘可能在使用了notify/notifyAll() 後當即退出臨界區，以喚醒其餘線程讓其得到鎖

 
 四、wait() 須要被try catch包圍，以便發生異常中斷也可使wait等待的線程喚醒。 

 
 五、notify 和wait 的順序不能錯，若是A線程先執行notify方法，B線程在執行wait方法，那麼B線程是沒法被喚醒的。 

 
 六、notify 和 notifyAll的區別 

 
 notify方法只喚醒一個等待（對象的）線程並使該線程開始執行。因此若是有多個線程等待一個對象，這個方法只會喚醒其中一個線程，選擇哪一個線程取決於操做系統對多線程管理的實現。notifyAll 會喚醒全部等待(對象的)線程，儘管哪個線程將會第一個處理取決於操做系統的實現。若是當前狀況下有多個線程須要被喚醒，推薦使用notifyAll 方法。好比在生產者-消費者裏面的使用，每次都須要喚醒全部的消費者或是生產者，以判斷程序是否能夠繼續往下執行。 

 
 七、在多線程中要測試某個條件的變化，使用if 仍是while？ 

 
 　　要注意，notify喚醒沉睡的線程後，線程會接着上次的執行繼續往下執行。因此在進行條件判斷時候，能夠先把 wait 語句忽略不計來進行考慮；顯然，要確保程序必定要執行，而且要保證程序直到知足必定的條件再執行，要使用while進行等待，直到知足條件才繼續往下執行。以下代碼： 

 
public class K {  2     //狀態鎖
   private Object lock;  4     //條件變量
   private int now,need;  6     public void produce(int num){  7         //同步
       synchronized (lock){  9            //當前有的不知足須要，進行等待，直到知足條件
           while(now < need){ 11                 try { 12                     //等待阻塞
lock.wait(); 14                 } catch (InterruptedException e) { 15  e.printStackTrace(); 16  } 17                 System.out.println("我被喚醒了！"); 18  } 19            // 作其餘的事情
} 21  } 22 } 23              
 
 
  顯然，只有當前值知足須要值的時候，線程才能夠往下執行，因此，必須使用while 循環阻塞。注意，wait() 當被喚醒時候，只是讓while循環繼續往下走.若是此處用if的話，意味着if繼續往下走，會跳出if語句塊。 
 
 
  八、實現生產者和消費者問題  
 
 
  　　什麼是生產者-消費者問題呢？ 
   
 
 
  　　如上圖，假設有一個公共的容量有限的池子，有兩種人，一種是生產者，另外一種是消費者。須要知足以下條件： 
 
 
  　　　　一、生產者產生資源往池子裏添加，前提是池子沒有滿，若是池子滿了，則生產者暫停生產，直到本身的生成能放下池子。 
 
 
  　　　　二、消費者消耗池子裏的資源，前提是池子的資源不爲空，不然消費者暫停消耗，進入等待直到池子裏有資源數知足本身的需求。 
 
 
  　　- 倉庫類 
 
 
import java.util.LinkedList;  2 
/**
* 生產者和消費者的問題  5  * wait、notify/notifyAll() 實現  6  */
public class Storage1 implements AbstractStorage {  8     //倉庫最大容量
   private final int MAX_SIZE = 100; 10     //倉庫存儲的載體
   private LinkedList list = new LinkedList(); 12 
   //生產產品
   public void produce(int num){ 15         //同步
       synchronized (list){ 17             //倉庫剩餘的容量不足以存放即將要生產的數量，暫停生產
           while(list.size()+num > MAX_SIZE){ 19                 System.out.println("【要生產的產品數量】:" + num + "\t【庫存量】:"
                       + list.size() + "\t暫時不能執行生產任務!"); 21 
               try { 23                     //條件不知足，生產阻塞
list.wait(); 25                 } catch (InterruptedException e) { 26  e.printStackTrace(); 27  } 28  } 29 
           for(int i=0;i<num;i++){ 31                 list.add(new Object()); 32  } 33 
           System.out.println("【已經生產產品數】:" + num + "\t【現倉儲量爲】:" + list.size()); 35 
list.notifyAll(); 37  } 38  } 39 
   //消費產品
   public void consume(int num){ 42         synchronized (list){ 43 
           //不知足消費條件
           while(num > list.size()){ 46                 System.out.println("【要消費的產品數量】:" + num + "\t【庫存量】:"
                       + list.size() + "\t暫時不能執行生產任務!"); 48 
               try { 50  list.wait(); 51                 } catch (InterruptedException e) { 52  e.printStackTrace(); 53  } 54  } 55 
           //消費條件知足，開始消費
           for(int i=0;i<num;i++){ 58  list.remove(); 59  } 60 
           System.out.println("【已經消費產品數】:" + num + "\t【現倉儲量爲】:" + list.size()); 62 
list.notifyAll(); 64  } 65  } 66 } 
  
　　- 抽象倉庫類java
 
public interface AbstractStorage { 2     void consume(int num); 3     void produce(int num); 4 } 
  
　　- 生產者編程
 
public class Producer extends Thread{  2     //每次生產的數量
   private int num ;  4 
   //所屬的倉庫
   public AbstractStorage abstractStorage;  7 
   public Producer(AbstractStorage abstractStorage){  9         this.abstractStorage = abstractStorage; 10  } 11 
   public void setNum(int num){ 13         this.num = num; 14  } 15 
   // 線程run函數
@Override 18     public void run() 19  { 20  produce(num); 21  } 22 
   // 調用倉庫Storage的生產函數
   public void produce(int num) 25  { 26  abstractStorage.produce(num); 27  } 28 } 
  
　　- 消費者多線程
 
public class Consumer extends Thread{  2     // 每次消費的產品數量
   private int num;  4 
   // 所在放置的倉庫
   private AbstractStorage abstractStorage1;  7 
   // 構造函數，設置倉庫
   public Consumer(AbstractStorage abstractStorage1) 10  { 11         this.abstractStorage1 = abstractStorage1; 12  } 13 
   // 線程run函數
   public void run() 16  { 17  consume(num); 18  } 19 
   // 調用倉庫Storage的生產函數
   public void consume(int num) 22  { 23  abstractStorage1.consume(num); 24  } 25 
   public void setNum(int num){ 27         this.num = num; 28  } 29 } 
  
　　- 測試ide
 
public class Test{  2     public static void main(String[] args) {  3         // 倉庫對象
       AbstractStorage abstractStorage = new Storage1();  5 
       // 生產者對象
       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 
       // 消費者對象
       Consumer c1 = new Consumer(abstractStorage); 17         Consumer c2 = new Consumer(abstractStorage); 18         Consumer c3 = new Consumer(abstractStorage); 19 
       // 設置生產者產品生產數量
       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 
       // 設置消費者產品消費數量
       c1.setNum(50); 31         c2.setNum(20); 32         c3.setNum(30); 33 
       // 線程開始執行
c1.start(); 36  c2.start(); 37  c3.start(); 38 
p1.start(); 40  p2.start(); 41  p3.start(); 42  p4.start(); 43  p5.start(); 44  p6.start(); 45  p7.start(); 46  } 47 } 
  
　　- 輸出函數
 
   【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務! 【要消費的產品數量】:20    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務! 【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務! 【已經生產產品數】:10    【現倉儲量爲】:10 【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務! 【要消費的產品數量】:20    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務! 【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務! 【已經生產產品數】:10    【現倉儲量爲】:20 【已經生產產品數】:10    【現倉儲量爲】:30 【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:30    暫時不能執行生產任務! 【已經消費產品數】:20    【現倉儲量爲】:10 【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務! 【已經生產產品數】:10    【現倉儲量爲】:20 【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務! 【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務! 【已經生產產品數】:10    【現倉儲量爲】:30 【已經消費產品數】:30    【現倉儲量爲】:0 【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務! 【已經生產產品數】:10    【現倉儲量爲】:10 【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務! 【已經生產產品數】:80    【現倉儲量爲】:90 【已經消費產品數】:50    【現倉儲量爲】:40 
  