摘要:用法中規(guī)定,在調(diào)用者三個方法時,當(dāng)前線程必須獲得對象鎖。作用方法作用線程自動釋放占有的對象鎖,并等待。當(dāng)生產(chǎn)者生產(chǎn)了一個數(shù)據(jù)或者消費(fèi)者消費(fèi)了一個數(shù)據(jù)之后,使用方法來通知所有等待當(dāng)前對象鎖的線程,但是一次只會有一個等待的線程能拿到鎖。
基礎(chǔ)知識
首先我們需要知道,這幾個都是Object對象的方法。換言之,Java中所有的對象都有這些方法。
public final native void notify(); public final native void notifyAll(); public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; public final void wait() throws InterruptedException { wait(0); }
其中notify()、notifyAll()、wait(long timeout)是本地方法
其次我們需要知道這幾個方法主要是用來個線程之間通信的。那可能就有人會問,既然是用來線程之間通信的,那為什么這幾個方法不是在線程類Thread上呢?對于這個問題,我們先來看下這幾個方法的具體使用方式再來回答這個問題。
Java中規(guī)定,在調(diào)用者三個方法時,當(dāng)前線程必須獲得對象鎖。因此就得配合synchronized關(guān)鍵字來使用
//使用模式,不代表可運(yùn)行代碼 synchronized(object) { while(contidion) { object.wait(); } //object.notify(); //object.notifyAll(); }
或者
public synchronized void methodName() { while(contidion) { object.wait(); } //object.notify(); //object.notifyAll(); }
在synchronized拿到對象鎖之后,synchronized代碼塊或者方法中,必定是會持有對象鎖的,因此就可以使用wait()或者notify()。
通過上述使用方法,我們也能很好理解為什么這幾個方法是在Object上而不是在Thread上。因為每個對象都可以作為synchronized鎖的對象,因此wait、notify等必須和對象關(guān)聯(lián)才能配合synchronized使用。
方法 | 作用 |
---|---|
wait | 線程自動釋放占有的對象鎖,并等待notify。 |
notify | 隨機(jī)喚醒一個正在wait當(dāng)前對象的線程,并讓被喚醒的線程拿到對象鎖 |
notifyAll | 喚醒所有正在wait當(dāng)前對象的線程,但是被喚醒的線程會再次去競爭對象鎖。因為一次只有一個線程能拿到鎖,所有其他沒有拿到鎖的線程會被阻塞。推薦使用。 |
接下來我們就使用wait()、notify()來實現(xiàn)一個生產(chǎn)者、消費(fèi)者模式。這個也是面試過程中可能會被問到的地方。至于什么是生產(chǎn)者消費(fèi)者模式,不明白的同學(xué)請自行百度。
首先是一些基礎(chǔ)的代碼
private static Boolean run = true;//控制是否生產(chǎn)和消費(fèi) private static final Integer MAX_CAPACITY = 5;//緩沖區(qū)最大數(shù)量 private static final LinkedBlockingQueuequeue = new LinkedBlockingQueue<>();//緩沖隊列
生產(chǎn)者代碼
/** * 生產(chǎn)者 */ class Producter extends Thread { @Override public void run() { while (run) { synchronized (queue) { while (queue.size() >= MAX_CAPACITY * 2) { try { System.out.println("緩沖隊列已滿,等待消費(fèi)"); queue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } try { String string = UUID.randomUUID().toString(); queue.put(string); System.out.println("生產(chǎn):" + string); Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } queue.notifyAll();//通知生產(chǎn)者和消費(fèi)者 } } } }
消費(fèi)者代碼
/** * 消費(fèi)者 */ class Consumer extends Thread { @Override public void run() { while (run) { synchronized (queue) { while (queue.isEmpty()) { try { System.out.println("隊列為空,等待生產(chǎn)"); queue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } try { System.out.println("消費(fèi):" + queue.take()); Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } queue.notifyAll();//通知生產(chǎn)者和消費(fèi)者 } } } }
代碼說明
1、生產(chǎn)者和消費(fèi)者都繼承了線程Thread,因為wait、notify本身就是線程間通信使用
2、生產(chǎn)者和消費(fèi)者都有兩層while,外層的while是用來判斷是否運(yùn)行生產(chǎn)者和消費(fèi)者。內(nèi)存的while用來判斷隊列queue是否已滿或者為空,如果滿足條件,則使得當(dāng)前線程變成等待狀態(tài)(等待notify)。
3、內(nèi)層的條件判斷為什么用while不用if,原因是當(dāng)線程被wait之后,會釋放對象鎖。當(dāng)?shù)却木€程被notify之后,必須再次嘗試去獲取對象鎖,如果沒有獲取到對象鎖,那還必須等待,直到拿到對象鎖之后才能向后執(zhí)行。
4、當(dāng)生產(chǎn)者生產(chǎn)了一個數(shù)據(jù)或者消費(fèi)者消費(fèi)了一個數(shù)據(jù)之后,使用notifyAll()方法來通知所有等待當(dāng)前對象鎖的線程,但是一次只會有一個等待的線程能拿到鎖。
5、我們使用queue作為鎖的對象在不同線程之間進(jìn)行通信
代碼運(yùn)行結(jié)果
隊列為空,等待生產(chǎn) 生產(chǎn):e422484e-8eb3-4a91-8a7c-97e21d7ef498 生產(chǎn):7894b802-2529-4798-ba98-9f0657f39240 生產(chǎn):848f6759-a427-4a94-89dc-3f484daaa467 生產(chǎn):f711d3dc-972c-4c44-8640-faffe376d354 生產(chǎn):38a08e62-d774-4ed5-8b51-f1ad534c246f 消費(fèi):e422484e-8eb3-4a91-8a7c-97e21d7ef498 消費(fèi):7894b802-2529-4798-ba98-9f0657f39240 消費(fèi):848f6759-a427-4a94-89dc-3f484daaa467 消費(fèi):f711d3dc-972c-4c44-8640-faffe376d354 消費(fèi):38a08e62-d774-4ed5-8b51-f1ad534c246f 隊列為空,等待生產(chǎn) 生產(chǎn):9fae26f3-0b6e-4fbd-9620-040667efe0af 生產(chǎn):95bb1d88-e08a-4f70-a270-f75760994184 消費(fèi):9fae26f3-0b6e-4fbd-9620-040667efe0af 消費(fèi):95bb1d88-e08a-4f70-a270-f75760994184 隊列為空,等待生產(chǎn) 生產(chǎn):13d304bc-dff3-44a4-9527-2e0facd884e7 生產(chǎn):2693e069-bae1-4beb-adcd-a3c3bf5d232b 消費(fèi):13d304bc-dff3-44a4-9527-2e0facd884e7 消費(fèi):2693e069-bae1-4beb-adcd-a3c3bf5d232b
由結(jié)果也可以看出來,生產(chǎn)和消費(fèi)是無規(guī)則的,因為雖然notifyAll()通知了所有的等待線程,但是不確定那個線程中能拿到對象鎖。但是也有一個很明顯的問題,因為同時只有一個線程能拿到對象鎖,生產(chǎn)者和消費(fèi)者不可能同時運(yùn)行。
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