Java 中的 Wait 和 Notify 機制

時間 2019-11-06

標籤 java wait notify 機制欄目 Java 简体版

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寫在前面

Wait 和 Notify 是 Java 面試中常見的問題，可是在平時工做中可能不常見到。你們或多或少知道些背景知識，例如兩者均爲 Object 類的方法，而不是 Thread 特有的（由於鎖是每一個對象都具備的特性，所以操做鎖的方法也緊跟對象，沒毛病），且都只能在同步代碼塊中調用（即前提是先得到對象的監視器鎖，通常來講在 synchronized 代碼塊中使用），不然拋出異常 IllegalMonitorStateException。java

Wait 會掛起本身讓出 CPU 時間片，並將自身加入鎖定對象的 Wait Set 中，釋放對象的監視器鎖（monitor）讓其餘線程能夠得到，直到其餘線程調用此對象的 notify( ) 方法或 notifyAll( ) 方法，自身才能被喚醒（這裏有個特殊狀況就是 Wait 能夠增長等待時間）；Notify 方法則會釋放監視器鎖的同時，喚醒對象 Wait Set 中等待的線程，順序是隨機的不肯定。程序員

Wait Set

虛擬機規範中定義了一個 Wait Set 的概念，但至於其具體是什麼樣的數據結構規範沒有強制規定，意味着不一樣的廠商能夠自行實現，但無論怎樣，線程調用了某個對象的 Wait 方法，就會被加入該對象的 Wait Set 中面試

Demo 代碼

下面經過一段 demo 來解釋 Wait 和 Notify 的功能shell

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class WaitNotify {

    public static void main(String[] args) {

        final Object A = new Object();
        final Object B = new Object();

        Thread t1 = new Thread("t1-thread") {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (A) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到 A 的監視器鎖");
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "嘗試獲取 B 的監視器鎖");
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "休眠 2s，不釋放 A 的監視器鎖");
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "掛起本身，釋放 A 的監視器鎖");
                        A.wait();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被喚醒，等待獲取 B 的監視器鎖");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized (B) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到 B 的監視器鎖");
                        B.notify();
                    }
                }
            }
        };

        Thread t2 = new Thread("t2-thread") {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (B) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到 B 的監視器鎖");
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "嘗試獲取 A 的監視器鎖");
                    synchronized (A) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到 A 的監視器鎖");
                        try {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "休眠 2s，不釋放 A 的監視器鎖");
                            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "掛起本身，釋放 A 的監視器鎖，喚醒 t0");
                        A.notify();
                    }
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "休眠 2s，不釋放 B 的監視器鎖");
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "掛起本身，釋放 B 的監視器鎖");
                        B.wait();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被喚醒");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };

        t1.start();
        t2.start();
    }
}
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輸出結果

t1-thread拿到 A 的監視器鎖
t2-thread拿到 B 的監視器鎖
t1-thread嘗試獲取 B 的監視器鎖
t2-thread嘗試獲取 A 的監視器鎖
t1-thread休眠 2s，不釋放 A 的監視器鎖
t1-thread掛起本身，釋放 A 的監視器鎖
t2-thread拿到 A 的監視器鎖
t2-thread休眠 2s，不釋放 A 的監視器鎖
t2-thread掛起本身，釋放 A 的監視器鎖，喚醒 t0
t2-thread休眠 2s，不釋放 B 的監視器鎖
t1-thread被喚醒，等待獲取 B 的監視器鎖
t2-thread掛起本身，釋放 B 的監視器鎖
t1-thread拿到 B 的監視器鎖
t2-thread被喚醒

Process finished with exit code 0
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