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最簡實例說明wait、notify、notifyAll的使用方法

strong rup 獲取對象 nat int clas java 基礎 long lag

synchorize方法或獲取對象內部的鎖,之後可以對對象做wait,notify,notifyAll操作。

condition是與lock關聯的,對condition做single,await,也要先要lock住lock對象

最簡實例說明wait、notify、notifyAll的使用方法

博客分類:
  • java 基礎
多線程JVMthreadIDEA

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* 轉載請註明作者longdick http://longdick.iteye.com

*

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wait()、notify()、notifyAll()是三個定義在Object類裏的方法,可以用來控制線程的狀態。

這三個方法最終調用的都是jvm級的native方法。隨著jvm運行平臺的不同可能有些許差異。

  • 如果對象調用了wait方法就會使持有該對象的線程把該對象的控制權交出去,然後處於等待狀態。
  • 如果對象調用了notify方法就會通知某個正在等待這個對象的控制權的線程可以繼續運行。
  • 如果對象調用了notifyAll方法就會通知所有等待這個對象控制權的線程繼續運行。

其中wait方法有三個over load方法:

wait()

wait(long)

wait(long,int)

wait方法通過參數可以指定等待的時長。如果沒有指定參數,默認一直等待直到被通知。

以下是一個演示代碼,以最簡潔的方式說明復雜的問題:

簡要說明下:

NotifyThread是用來模擬3秒鐘後通知其他等待狀態的線程的線程類;

WaitThread是用來模擬等待的線程類;

等待的中間對象是flag,一個String對象;

main方法中同時啟動一個Notify線程和三個wait線程;

Java代碼 技術分享
  1. public class NotifyTest {
  2. private String flag = "true";
  3. class NotifyThread extends Thread{
  4. public NotifyThread(String name) {
  5. super(name);
  6. }
  7. public void run() {
  8. try {
  9. sleep(3000);//推遲3秒鐘通知
  10. } catch (InterruptedException e) {
  11. e.printStackTrace();
  12. }
  13. flag = "false";
  14. flag.notify();
  15. }
  16. };
  17. class WaitThread extends Thread {
  18. public WaitThread(String name) {
  19. super(name);
  20. }
  21. public void run() {
  22. while (flag!="false") {
  23. System.out.println(getName() + " begin waiting!");
  24. long waitTime = System.currentTimeMillis();
  25. try {
  26. flag.wait();
  27. } catch (InterruptedException e) {
  28. e.printStackTrace();
  29. }
  30. waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;
  31. System.out.println("wait time :"+waitTime);
  32. }
  33. System.out.println(getName() + " end waiting!");
  34. }
  35. }
  36. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  37. System.out.println("Main Thread Run!");
  38. NotifyTest test = new NotifyTest();
  39. NotifyThread notifyThread =test.new NotifyThread("notify01");
  40. WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");
  41. WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");
  42. WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");
  43. notifyThread.start();
  44. waitThread01.start();
  45. waitThread02.start();
  46. waitThread03.start();
  47. }
  48. }

OK,如果你拿這段程序去運行下的話, 會發現根本運行不了,what happened?滿屏的java.lang.IllegalMonitorStateException。

沒錯,這段程序有很多問題,我們一個個來看。

首先,這兒要非常註意的幾個事實是

  1. 任何一個時刻,對象的控制權(monitor)只能被一個線程擁有。
  2. 無論是執行對象的wait、notify還是notifyAll方法,必須保證當前運行的線程取得了該對象的控制權(monitor)
  3. 如果在沒有控制權的線程裏執行對象的以上三種方法,就會報java.lang.IllegalMonitorStateException異常。
  4. JVM基於多線程,默認情況下不能保證運行時線程的時序性

基於以上幾點事實,我們需要確保讓線程擁有對象的控制權。

也就是說在waitThread中執行wait方法時,要保證waitThread對flag有控制權;

在notifyThread中執行notify方法時,要保證notifyThread對flag有控制權。

線程取得控制權的方法有三:

  1. 執行對象的某個同步實例方法。
  2. 執行對象對應類的同步靜態方法。
  3. 執行對該對象加同步鎖的同步塊。
我們用第三種方法來做說明: 將以上notify和wait方法包在同步塊中 Java代碼 技術分享
  1. synchronized (flag) {
  2. flag = "false";
  3. flag.notify();
  4. }

Java代碼 技術分享
  1. synchronized (flag) {
  2. while (flag!="false") {
  3. System.out.println(getName() + " begin waiting!");
  4. long waitTime = System.currentTimeMillis();
  5. try {
  6. flag.wait();
  7. } catch (InterruptedException e) {
  8. e.printStackTrace();
  9. }
  10. waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;
  11. System.out.println("wait time :"+waitTime);
  12. }
  13. System.out.println(getName() + " end waiting!");
  14. }

我們向前進了一步。

問題解決了嗎?

好像運行還是報錯java.lang.IllegalMonitorStateException。what happened?

這時的異常是由於在針對flag對象同步塊中,更改了flag對象的狀態所導致的。如下:

flag="false";

flag.notify();

對在同步塊中對flag進行了賦值操作,使得flag引用的對象改變,這時候再調用notify方法時,因為沒有控制權所以拋出異常。

我們可以改進一下,將flag改成一個JavaBean,然後更改它的屬性不會影響到flag的引用。

我們這裏改成數組來試試,也可以達到同樣的效果:

Java代碼 技術分享
  1. private String flag[] = {"true"};

Java代碼 技術分享
  1. synchronized (flag) {
  2. flag[0] = "false";
  3. flag.notify();
  4. }

Java代碼 技術分享
  1. synchronized (flag) {
  2. while (flag[0]!="false") {
  3. System.out.println(getName() + " begin waiting!");
  4. long waitTime = System.currentTimeMillis();
  5. try {
  6. flag.wait();
  7. } catch (InterruptedException e) {
  8. e.printStackTrace();
  9. }

這時候再運行,不再報異常,但是線程沒有結束是吧,沒錯,還有線程堵塞,處於wait狀態。

原因很簡單,我們有三個wait線程,只有一個notify線程,notify線程運行notify方法的時候,是隨機通知一個正在等待的線程,所以,現在應該還有兩個線程在waiting。

我們只需要將NotifyThread線程類中的flag.notify()方法改成notifyAll()就可以了。notifyAll方法會通知所有正在等待對象控制權的線程。

最終完成版如下:

Java代碼 技術分享
  1. public class NotifyTest {
  2. private String flag[] = { "true" };
  3. class NotifyThread extends Thread {
  4. public NotifyThread(String name) {
  5. super(name);
  6. }
  7. public void run() {
  8. try {
  9. sleep(3000);
  10. } catch (InterruptedException e) {
  11. e.printStackTrace();
  12. }
  13. synchronized (flag) {
  14. flag[0] = "false";
  15. flag.notifyAll();
  16. }
  17. }
  18. };
  19. class WaitThread extends Thread {
  20. public WaitThread(String name) {
  21. super(name);
  22. }
  23. public void run() {
  24. synchronized (flag) {
  25. while (flag[0] != "false") {
  26. System.out.println(getName() + " begin waiting!");
  27. long waitTime = System.currentTimeMillis();
  28. try {
  29. flag.wait();
  30. } catch (InterruptedException e) {
  31. e.printStackTrace();
  32. }
  33. waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;
  34. System.out.println("wait time :" + waitTime);
  35. }
  36. System.out.println(getName() + " end waiting!");
  37. }
  38. }
  39. }
  40. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  41. System.out.println("Main Thread Run!");
  42. NotifyTest test = new NotifyTest();
  43. NotifyThread notifyThread = test.new NotifyThread("notify01");
  44. WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");
  45. WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");
  46. WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");
  47. notifyThread.start();
  48. waitThread01.start();
  49. waitThread02.start();
  50. waitThread03.start();
  51. }
  52. }

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