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Java中的wait/notify/notifyAll

terasum / 3285人閱讀

摘要：等待一段時間是否有線程喚醒鎖，如果沒有，超時自動喚醒。隨機喚醒等待隊列中的等待同一個鎖的一個線程，使這個線程退出等待隊列，進入可運行狀態。條件隊列中是處于等待狀態的線程，等待特定條件為真。在一般情況下，總應該調用喚醒所有需要被喚醒的線程。

方法

java.lang.Object

public final native void wait() throws InterruptedException;
public final native void wait(long millis, int nanos) throws InterruptedException;
public final void wait(long millis) throws InterruptedException {
    wait(millis, 0);
}

public final native void notify();
public final native void notifyAll();

wait()：使調用該方法的線程釋放鎖，從運行狀態退出，進入等待隊列，直到被喚醒。

wait(long timeout)：等待一段時間是否有線程喚醒鎖，如果沒有，超時自動喚醒。

wait(long timeout, int nanos)：等待喚醒時間納秒級別。

notify()：隨機喚醒等待隊列中的等待同一個鎖的一個線程，使這個線程退出等待隊列，進入可運行狀態。

notifyAll()：喚醒所有等待同樣鎖的所有線程，從等待隊列中退出，進入可運行狀態。

注意點

在調用wait或者notify之前，必須獲得該對象的對象鎖，即，只能在同步方法中調用；

執行完wait之后釋放對象鎖，所以其他線程可以獲得執行機會，才能喚醒；

執行notify之后，不會立即退出讓wait的線程執行，必須要先把同步塊中的程序執行完，退出同步塊，才會釋放鎖，讓等待線程執行；

notify每次通知一個線程，多次調用通知線程數增加，可將wait線程全部喚醒。

原理

每個對象都有個monitor，初始是0，執行完synchronized值就是1。

wait/notify需要在獲得monitor的線程中才可以執行。

所以，wait/notify需要在synchronized中執行。

其中，wait又會釋放掉鎖，破壞掉同步。

跟synchronized關系

synchronized代碼塊生成的字節碼，被monitorenter和monitorexit包圍，持有對象的monitor；

線程執行wait/notify方法時，必須持有對象的monitor；

所以，wait/notify方法在synchronized同步塊中執行，就持有了對象的鎖。

互斥和協同

Java語言的同步機制在底層實現上只有兩種方式：互斥和協同。

互斥：即synchronized內置鎖。

協同：即內置條件隊列，wait/notify/notifyAll。

條件隊列中是處于等待狀態的線程，等待特定條件為真。每個Java對象都可以作為一個鎖，同樣每個Java對象都可以作為一個條件隊列。通過wait/notify/notifyAll來操作條件隊列。

可以理解為：有一個隊列，o.wait()就push進去，o.notify()就pull出來。

要調用條件隊列的任何一個方法，都必須要獲得對象上的鎖。

線程是用來工作的，不應該處于等待狀態，處于等待狀態的條件隊列中的線程，一定是執行不下去的。

在while中等待 
while(condition is not true) {
  lock.wait()
}

解釋：兩個消費者線程c1和c2，邏輯都是，判斷資源是否為空，是就wait，否就消費一個；某個時刻，兩個線程都進入等待隊列，然后生產者生產了一個資源，并執行notifyAll，喚醒c1和c2都進入鎖池，c1先獲取鎖，執行完消費掉資源，然后釋放鎖，此時，如果c2獲得鎖，如果是if邏輯，那么就會進入消費代碼，但是資源已經被c1消費掉了，可能拋出異常。如果是while邏輯，則不會進入消費代碼，而是繼續等待。

在一般情況下，總應該調用notifyAll喚醒所有需要被喚醒的線程。可能會喚醒其他一些線程，但這不影響程序的正確性，這些線程醒來之后，會檢查他們正在等待的條件（循環檢測），如果發現條件不滿足，就會繼續等待

顯示鎖和顯示條件隊列

顯示鎖：Lock，對應內置鎖synchronized

顯示條件隊列：Condition，對應內置條件隊列，對應方法是await, signal, signalAll

問題

notifyAll喚醒所有線程，但不是所有線程都能執行，必須要等待對象鎖被釋放，獲取鎖之后才能執行。可以說，notifyAll讓線程進入鎖池。

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