java中wait和notify的虛假喚醒問題

前言

本篇博客來自 http://www.javashuo.com/article/p-aqumdytb-ba.html

本身在此記錄一下，方便往後複習。

虛假喚醒的概念

jdk官方文檔解釋：

 

 

 

因此說在wait和notify一塊使用時，若是使用if做爲條件時，會有虛假喚醒的狀況發生，因此必須使用while做爲循環條件。下面來舉例實驗：

首先，建立一個資源類：（在多線程中，通常都是資源類和線程操做解耦，不放在用同一個類中，只有在線程操做資源類時，纔會建立資源類的對象）

package com.test;

/**
 * 資源類
 * @author Huxudong
 * @createTime 2020-04-01 21:57:39
 **/
public class Resource {
    /** 產品數 */
    private int product = 0;

    /** 進貨 */
    public synchronized void get() {
        if(product >= 10) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+"產品已滿!");
            /** 當商品已經滿的時候，進貨線程掛起 */
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        /** 進貨 */
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ ++product);
        /** 喚醒其餘線程 */
        this.notifyAll();
        
    }

    /** 售貨 */
    public synchronized void sale() {
        if(product <= 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+"產品已空");
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        /** 售貨 */
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ --product);
        /** 喚醒其餘線程 */
        this.notify();
    }
}

而後再建立線程來操做咱們的資源類（經過java8新特性Lambda表達式直接建立）

package com.test;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 線程操做資源類，實現線程與資源類的解耦合
 * @author Huxudong
 * @createTime 2020-04-01 23:13:54
 **/
public class TestPc {
    public static void main(String[] args) {
        Resource resource = new Resource();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                try {
                    /** 睡眠，便於觀察結果 */
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                resource.get();
            }
        },"生產者A").start();



        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                resource.sale();
            }

        },"消費者C").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 20; i++) {

                resource.get();
            }

        },"生產者B").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                resource.sale();
            }

        },"消費者D").start();
    }
}

先來看看若是使用if條件會發生什麼：

 

對，你沒看錯，怎麼可能會出現負數呢，這確定是不對的。冷靜下來分析一下，仍是有點頭緒，知道哪裏出現了問題的（那你是一個處事不驚的人，很厲害）。

來，分析一下，一開始先調用了消費者C,D線程（由於咱們寫了睡眠在生產者中），消費者此時發現此時product資源爲0，因此，消費者C,D這兩個兄弟，沒辦法只能調用wait方法，睡眠了，而且釋放了鎖。

可是此時第一個消費者已經甦醒了，發動機開始生產產品了，而且生產以後，又喚醒了全部等待的消費者線程。這消費者C,D兩兄弟終於甦醒了，D哥們先得到了鎖，因此就先消費了一個產品，而後就又發現沒有產品了，又傷心的休眠去了，可是不要忘了，此時還有一個C哥們被喚醒了啊，你喚醒了人家，人家總的乾點什麼事情吧，否則這多難受，恰好不巧的是，此時的判斷條件是if，因此此時C哥們便不受條件的約束，接着上面本身睡眠的代碼處執行，毅然決然的又去消費了一個產品，原來D哥們消費後，就已經爲0了，這個C哥們再去消費減一，不就是-1了嗎，以此類推分析。發現若是判斷條件用很差，此時喚醒的C哥們就至關於虛假喚醒的了，會給程序帶來不可預估的錯誤。因此在這裏判斷必需要使用while，先來看看把if換成while的結果。

 這回結果就比較正常了，爲何使用while就能夠呢，由於像上文所說，即便喚醒了全部的消費者線程，此時會不停while循環判斷，若是此時條件是爲0，那麼C哥們就不能出while，那麼他也就不回執行下面消費產品的減減操做了，那麼就會避免了這種錯誤。這也是官方提倡的在使用wait  和notifyAll的時候，必須使用while循環條件判斷。