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Java多线程学习之wait、notify/notifyAll 详解

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1、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法,无法被重写。

2、wait()使当前线程阻塞,前提是 必须先获得锁,一般配合synchronized 关键字使用,即,一般在synchronized 同步代码块里使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。

3、 由于 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行,说明当前线程一定是获取了锁的。

当线程执行wait()方法时候,会释放当前的锁,然后让出CPU,进入等待状态。

只有当 notify/notifyAll() 被执行时候,才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程,然后继续往下执行,直到执行完synchronized 代码块的代码或是中途遇到wait() ,再次释放锁。

也就是说,notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程,而不会立即释放锁,锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以在编程中,尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区,以唤醒其他线程让其获得锁。

4、wait() 需要被try catch包围,以便发生异常中断也可以使wait等待的线程唤醒。

5、notify 和wait 的顺序不能错,如果A线程先执行notify方法,B线程在执行wait方法,那么B线程是无法被唤醒的。

6、notify 和 notifyAll的区别

notify方法只唤醒一个等待(对象的)线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对象,这个方法只会唤醒其中一个线程,选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。notifyAll 会唤醒所有等待(对象的)线程,尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒,推荐使用notifyAll 方法。比如在生产者-消费者里面的使用,每次都需要唤醒所有的消费者或是生产者,以判断程序是否可以继续往下执行。


7、在多线程中要测试某个条件的变化,使用if 还是while?


要注意,notify唤醒沉睡的线程后,线程会接着上次的执行继续往下执行。所以在进行条件判断时候,可以先把 wait 语句忽略不计来进行考虑;显然,要确保程序一定要执行,并且要保证程序直到满足一定的条件再执行,要使用while进行等待,直到满足条件才继续往下执行。如下代码:


public class K {
    //状态锁
    private Object lock;
    //条件变量
    private int now,need;
    public void produce(int num){
        //同步
        synchronized (lock){
           //当前有的不满足需要,进行等待,直到满足条件
            while(now < need){
                try {
                    //等待阻塞
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
              System.out.println("我被唤醒了!");
            }
           // 做其他的事情
        }
    }
}


显然,只有当前值满足需要值的时候,线程才可以往下执行,所以,必须使用while 循环阻塞。注意,wait() 当被唤醒时候,只是让while循环继续往下走.如果此处用if的话,意味着if继续往下走,会跳出if语句块。


8、实现生产者和消费者问题 


什么是生产者-消费者问题呢?



如上图,假设有一个公共的容量有限的池子,有两种人,一种是生产者,另一种是消费者。需要满足如下条件:


1、生产者产生资源往池子里添加,前提是池子没有满,如果池子满了,则生产者暂停生产,直到自己的生成能放下池子。


2、消费者消耗池子里的资源,前提是池子的资源不为空,否则消费者暂停消耗,进入等待直到池子里有资源数满足自己的需求。


– 仓库类


/**
 * 生产者和消费者的问题
 * wait、notify/notifyAll() 实现
 */

public class Storage1 implements AbstractStorage {
    //仓库最大容量
    private final int MAX_SIZE = 100;
    //仓库存储的载体
    private LinkedList list = new LinkedList();

    //生产产品
    public void produce(int num){
        //同步
        synchronized (list){
            //仓库剩余的容量不足以存放即将要生产的数量,暂停生产
            while(list.size()+num > MAX_SIZE){
                System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "t【库存量】:"
                        + list.size() + "t暂时不能执行生产任务!");

                try {
                    //条件不满足,生产阻塞
                    list.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            for(int i=0;i<num;i++){
                list.add(new Object());
            }

            System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "t【现仓储量为】:" + list.size());

            list.notifyAll();
        }
    }

    //消费产品
    public void consume(int num){
        synchronized (list){

            //不满足消费条件
            while(num > list.size()){
                System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "t【库存量】:"
                        + list.size() + "t暂时不能执行生产任务!");

                try {
                    list.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //消费条件满足,开始消费
            for(int i=0;i<num;i++){
                list.remove();
            }

            System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "t【现仓储量为】:" + list.size());

            list.notifyAll();
        }
    }
}


– 抽象仓库类


public interface AbstractStorage {
    void consume(int num);
    void produce(int num);
}


– 生产者


public class Producer extends Thread{
    //每次生产的数量
    private int num ;

    //所属的仓库
    public AbstractStorage abstractStorage;

    public Producer(AbstractStorage abstractStorage){
        this.abstractStorage = abstractStorage;
    }

    public void setNum(int num){
        this.num = num;
    }

    // 线程run函数
    @Override
    public void run()
    
{
        produce(num);
    }

    // 调用仓库Storage的生产函数
    public void produce(int num)
    
{
        abstractStorage.produce(num);
    }
}


– 消费者


public class Consumer extends Thread{
    // 每次消费的产品数量
    private int num;

    // 所在放置的仓库
    private AbstractStorage abstractStorage1;

    // 构造函数,设置仓库
    public Consumer(AbstractStorage abstractStorage1)
    
{
        this.abstractStorage1 = abstractStorage1;
    }

    // 线程run函数
    public void run()
    
{
        consume(num);
    }

    // 调用仓库Storage的生产函数
    public void consume(int num)
    
{
        abstractStorage1.consume(num);
    }

    public void setNum(int num){
        this.num = num;
    }
}


– 测试


public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        // 仓库对象
        AbstractStorage abstractStorage = new Storage1();

        // 生产者对象
        Producer p1 = new Producer(abstractStorage);
        Producer p2 = new Producer(abstractStorage);
        Producer p3 = new Producer(abstractStorage);
        Producer p4 = new Producer(abstractStorage);
        Producer p5 = new Producer(abstractStorage);
        Producer p6 = new Producer(abstractStorage);
        Producer p7 = new Producer(abstractStorage);

        // 消费者对象
        Consumer c1 = new Consumer(abstractStorage);
        Consumer c2 = new Consumer(abstractStorage);
        Consumer c3 = new Consumer(abstractStorage);

        // 设置生产者产品生产数量
        p1.setNum(10);
        p2.setNum(10);
        p3.setNum(10);
        p4.setNum(10);
        p5.setNum(10);
        p6.setNum(10);
        p7.setNum(80);

        // 设置消费者产品消费数量
        c1.setNum(50);
        c2.setNum(20);
        c3.setNum(30);

        // 线程开始执行
        c1.start();
        c2.start();
        c3.start();

        p1.start();
        p2.start();
        p3.start();
        p4.start();
        p5.start();
        p6.start();
        p7.start();
    }
}


– 输出


【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:20    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:20    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:30    暂时不能执行生产任务!
【已经消费产品数】:20    【现仓储量为】:10
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30
【已经消费产品数】:30    【现仓储量为】:0
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:80    【现仓储量为】:90
【已经消费产品数】:50    【现仓储量为】:40


来源:cnblogs.com/moongeek/p/7631447.html


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