Java多線程中的虛假喚醒和如何避免

先來看一個例子

一個賣面的麪館,有一個作面的廚師和一個吃麪的食客,須要保證,廚師作一碗麪,食客吃一碗麪,不能一次性多作幾碗面,更不能沒有面的時候吃麪;按照上述操做,進行十輪作面吃麪的操做。java

用代碼說話

首先咱們須要有一個資源類,裏面包含面的數量,作面操做,吃麪操做;
當面的數量爲0時,廚師才作面,作完面,須要喚醒等待的食客,不然廚師須要等待食客吃完麪才能作面;
當面的數量不爲0時,食客才能吃麪,吃完麪須要喚醒正在等待的廚師,不然食客須要等待廚師作完面才能吃麪;
而後在主類中,咱們建立一個廚師線程進行10次作面,一個食客線程進行10次吃麪;
代碼以下:算法

package com.duoxiancheng.code;

/**
 * @user: code隨筆
 */

class Noodles{

    //面的數量
    private int num = 0;

    //作面方法
    public synchronized void makeNoodles() throws InterruptedException {
        //若是面的數量不爲0,則等待食客吃完麪再作面
        if(num != 0){
            this.wait();
        }

        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"作好了一份面,當前有"+num+"份面");
        //面作好後,喚醒食客來吃
        this.notifyAll();
    }

    //吃麪方法
    public synchronized void eatNoodles() throws InterruptedException {
        //若是面的數量爲0,則等待廚師作完面再吃麪
        if(num == 0){
            this.wait();
        }

        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"吃了一份面,當前有"+num+"份面");
        //吃完則喚醒廚師來作面
        this.notifyAll();
    }

}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Noodles noodles = new Noodles();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.makeNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"廚師A").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.eatNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"食客甲").start();

    }

}

輸出以下:
能夠見到是交替輸出的;微信

若是有兩個廚師,兩個食客,都進行10次循環呢?

Noodles類的代碼不用動,在主類中多建立兩個線程便可,主類代碼以下:ide

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Noodles noodles = new Noodles();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.makeNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"廚師A").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.makeNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"廚師B").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.eatNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"食客甲").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.eatNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"食客乙").start();

    }
}

此時輸出以下:
在這裏插入圖片描述this

虛假喚醒

上面的問題就是"虛假喚醒"。
當咱們只有一個廚師一個食客時,只能是廚師作面或者食客吃麪,並無其餘狀況;
可是當有兩個廚師,兩個食客時,就會出現下面的問題:線程

  1. 初始狀態
  2. 廚師A獲得操做權,發現面的數量爲0,能夠作面,面的份數+1,而後喚醒全部線程;
  3. 廚師B獲得操做權,發現面的數量爲1,不能夠作面,執行wait操做;
  4. 廚師A獲得操做權,發現面的數量爲1,不能夠作面,執行wait操做;
  5. 食客甲獲得操做權,發現面的數量爲1,能夠吃麪,吃完麪後面的數量-1,並喚醒全部線程;

6. 此時廚師A獲得操做權了,由於是從剛纔阻塞的地方繼續運行,就不用再判斷面的數量是否爲0了,因此直接面的數量+1,並喚醒其餘線程;3d

7. 此時廚師B獲得操做權了,由於是從剛纔阻塞的地方繼續運行,就不用再判斷面的數量是否爲0了,因此直接面的數量+1,並喚醒其餘線程; 這即是虛假喚醒,還有其餘的狀況,讀者能夠嘗試畫畫圖分析分析。code

解決方法

出現虛假喚醒的緣由是從阻塞態到就緒態再到運行態沒有進行判斷,咱們只須要讓其每次獲得操做權時都進行判斷就能夠了;
因此將blog

if(num != 0){
	this.wait();
}

改成圖片

while(num != 0){
	this.wait();
}

if(num == 0){
	this.wait();
}

改成

while(num == 0){
	this.wait();
}

便可。

微信搜索:code隨筆 歡迎關注樂於輸出Java,算法等乾貨的技術公衆號。

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