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  • 最简实例说明wait、notify、notifyAll的使用方法

     

    synchorize方法或获取对象内部的锁，之后可以对对象做wait，notify，notifyAll操作。

    condition是与lock关联的，对condition做single，await，也要先要lock住lock对象

     

    最简实例说明wait、notify、notifyAll的使用方法

    博客分类：
    多线程JVMthreadIDEA 

    /**

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    *

    */

    wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法，可以用来控制线程的状态。

    这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。

    • 如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去，然后处于等待状态。
    • 如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。
    • 如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。

    其中wait方法有三个over load方法：

    wait()

    wait(long)

    wait(long,int)

    wait方法通过参数可以指定等待的时长。如果没有指定参数，默认一直等待直到被通知。

    以下是一个演示代码，以最简洁的方式说明复杂的问题：

    简要说明下：

    NotifyThread是用来模拟3秒钟后通知其他等待状态的线程的线程类；

    WaitThread是用来模拟等待的线程类；

    等待的中间对象是flag，一个String对象；

    main方法中同时启动一个Notify线程和三个wait线程；

    Java代码  收藏代码
    1. public class NotifyTest {  
    2.     private  String flag = "true";  
    3.   
    4.     class NotifyThread extends Thread{  
    5.         public NotifyThread(String name) {  
    6.             super(name);  
    7.         }  
    8.         public void run() {       
    9.             try {  
    10.                 sleep(3000);//推迟3秒钟通知  
    11.             } catch (InterruptedException e) {  
    12.                 e.printStackTrace();  
    13.             }  
    14.               
    15.                 flag = "false";  
    16.                 flag.notify();  
    17.         }  
    18.     };  
    19.   
    20.     class WaitThread extends Thread {  
    21.         public WaitThread(String name) {  
    22.             super(name);  
    23.         }  
    24.   
    25.         public void run() {  
    26.               
    27.                 while (flag!="false") {  
    28.                     System.out.println(getName() + " begin waiting!");  
    29.                     long waitTime = System.currentTimeMillis();  
    30.                     try {  
    31.                         flag.wait();  
    32.                     } catch (InterruptedException e) {  
    33.                         e.printStackTrace();  
    34.                     }  
    35.                     waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;  
    36.                     System.out.println("wait time :"+waitTime);  
    37.                 }  
    38.                 System.out.println(getName() + " end waiting!");  
    39.               
    40.         }  
    41.     }  
    42.   
    43.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
    44.         System.out.println("Main Thread Run!");  
    45.         NotifyTest test = new NotifyTest();  
    46.         NotifyThread notifyThread =test.new NotifyThread("notify01");  
    47.         WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");  
    48.         WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");  
    49.         WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");  
    50.         notifyThread.start();  
    51.         waitThread01.start();  
    52.         waitThread02.start();  
    53.         waitThread03.start();  
    54.     }  
    55.   
    56. }  

    OK，如果你拿这段程序去运行下的话， 会发现根本运行不了，what happened？满屏的java.lang.IllegalMonitorStateException。

    没错，这段程序有很多问题，我们一个个来看。

    首先，这儿要非常注意的几个事实是

    1. 任何一个时刻，对象的控制权（monitor）只能被一个线程拥有。
    2. 无论是执行对象的wait、notify还是notifyAll方法，必须保证当前运行的线程取得了该对象的控制权（monitor）
    3. 如果在没有控制权的线程里执行对象的以上三种方法，就会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常。
    4. JVM基于多线程，默认情况下不能保证运行时线程的时序性

    基于以上几点事实，我们需要确保让线程拥有对象的控制权。

    也就是说在waitThread中执行wait方法时，要保证waitThread对flag有控制权；

    在notifyThread中执行notify方法时，要保证notifyThread对flag有控制权。

    线程取得控制权的方法有三：

    1. 执行对象的某个同步实例方法。
    2. 执行对象对应类的同步静态方法。
    3. 执行对该对象加同步锁的同步块。
    我们用第三种方法来做说明：
    将以上notify和wait方法包在同步块中
     
    Java代码  收藏代码
    1. synchronized (flag) {  
    2.                 flag = "false";  
    3.                 flag.notify();  
    4.             }  
    Java代码  收藏代码
    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.             }  

    我们向前进了一步。

    问题解决了吗？

    好像运行还是报错java.lang.IllegalMonitorStateException。what happened？

    这时的异常是由于在针对flag对象同步块中，更改了flag对象的状态所导致的。如下：

    flag="false";

    flag.notify();

    对在同步块中对flag进行了赋值操作，使得flag引用的对象改变，这时候再调用notify方法时，因为没有控制权所以抛出异常。

    我们可以改进一下，将flag改成一个JavaBean，然后更改它的属性不会影响到flag的引用。

    我们这里改成数组来试试，也可以达到同样的效果：

    Java代码  收藏代码
    1. private   String flag[] = {"true"};  
    Java代码  收藏代码
    1. synchronized (flag) {  
    2.             flag[0] = "false";  
    3.             flag.notify();  
    4.         }  
    Java代码  收藏代码
    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.                           
    8.                     } catch (InterruptedException e) {  
    9.                         e.printStackTrace();  
    10.                     }  

    这时候再运行，不再报异常，但是线程没有结束是吧，没错，还有线程堵塞，处于wait状态。

    原因很简单，我们有三个wait线程，只有一个notify线程，notify线程运行notify方法的时候，是随机通知一个正在等待的线程，所以，现在应该还有两个线程在waiting。

    我们只需要将NotifyThread线程类中的flag.notify()方法改成notifyAll()就可以了。notifyAll方法会通知所有正在等待对象控制权的线程。

    最终完成版如下：

    Java代码  收藏代码
    1. public class NotifyTest {  
    2.     private String flag[] = { "true" };  
    3.   
    4.     class NotifyThread extends Thread {  
    5.         public NotifyThread(String name) {  
    6.             super(name);  
    7.         }  
    8.   
    9.         public void run() {  
    10.             try {  
    11.                 sleep(3000);  
    12.             } catch (InterruptedException e) {  
    13.                 e.printStackTrace();  
    14.             }  
    15.             synchronized (flag) {  
    16.                 flag[0] = "false";  
    17.                 flag.notifyAll();  
    18.             }  
    19.         }  
    20.     };  
    21.   
    22.     class WaitThread extends Thread {  
    23.         public WaitThread(String name) {  
    24.             super(name);  
    25.         }  
    26.   
    27.         public void run() {  
    28.             synchronized (flag) {  
    29.                 while (flag[0] != "false") {  
    30.                     System.out.println(getName() + " begin waiting!");  
    31.                     long waitTime = System.currentTimeMillis();  
    32.                     try {  
    33.                         flag.wait();  
    34.   
    35.                     } catch (InterruptedException e) {  
    36.                         e.printStackTrace();  
    37.                     }  
    38.                     waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;  
    39.                     System.out.println("wait time :" + waitTime);  
    40.                 }  
    41.                 System.out.println(getName() + " end waiting!");  
    42.             }  
    43.         }  
    44.     }  
    45.   
    46.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
    47.         System.out.println("Main Thread Run!");  
    48.         NotifyTest test = new NotifyTest();  
    49.         NotifyThread notifyThread = test.new NotifyThread("notify01");  
    50.         WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");  
    51.         WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");  
    52.         WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");  
    53.         notifyThread.start();  
    54.         waitThread01.start();  
    55.         waitThread02.start();  
    56.         waitThread03.start();  
    57.     }  
    58.   
    59. }  
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