Java多线程——wait、notify、notifyAll用法

什么是wait、notify和notifyAll

  • waitnotifynotifyAll都是是Object的方法,任何一个继承Object类的对象都可以调用
  • 所有的操作都是针对某个特定的对象来说的,比如对象的引用变了,那么就相当于waitnotify作用在了两个不同的对象上,会抛出IllegalMonitorStateException
  • 这三个方法只有在当前线程获取到对象的Monitor(可以理解为锁)以后才可以调用
  • 同一时间只有一个线程可以获得对象的Monitor
  • 当前线程获取对象的Monitor有三种方式
    • 通过执行这个对象的synchronized实例方法
    • 通过执行以这个对象作为同步锁的synchronized方法体
    • 对于Class类型的对象,执行一个该类型的synchronized静态方法
  • wait调用后,会让线程进入等待状态,知道另外一个线程唤醒它,并释放对象的Monitor(释放锁)
  • notify调用后,会唤醒等待当前对象Monitor的一个线程,具体哪一个不好说,由JVM控制
  • notifyAll调用后,会唤醒所有等待当前对象Monitor的线程
  • 被唤醒的线程不会立刻运行,而是会等待持有对象Monitor的线程将Monitor(锁)释放掉。在Monitor被释放掉以后,所有被唤醒的线程,将会重新竞争这个锁,获取到锁的线程才会执行wait的下一条语句
  • 官方文档建议将wait放到一个循环中,因为在多线程的环境下,共享对象的状态随时可能改变,所以通过while循环的条件判断,当满足条件的情况下,再触发wait

什么时候释放锁?

由于等待锁的线程只有在获得这把锁之后,才能恢复运行,所以让持有锁的线程在不需要锁的时候及时释放锁是很重要的。
在以下情况下,持有锁的线程会释放锁:

  1. 执行完同步代码块。
  2. 在执行同步代码块的过程中,遇到异常而导致线程终止。
  3. 在执行同步代码块的过程中,执行了锁所属对象的wait()方法,这个线程会释放锁,进行对象的等待池。

除了以上情况外,只要持有锁的线程还没有执行完同步代码块,就不会释放锁。
因此在以下情况下,线程不会释放锁:

  1. 在执行同步代码块的过程中,执行了Thread.sleep()方法,当前线程放弃CPU,开始睡眠,在睡眠中不会释放锁。
  2. 在执行同步代码块的过程中,执行了Thread.yield()方法,当前线程放弃CPU,但不会释放锁。
  3. 在执行同步代码块的过程中,其他线程执行了当前对象的suspend()方法,当前线程被暂停,但不会释放锁。但Thread类的suspend()方法已经被废弃。

三种获取Monitor的方式

  1. 对象,锁为对象
public class WaitNotifyMonitorObjectDemo {
    
    

    private static Object o = new Object();

    private static boolean flag = true;

    static final class A extends Thread {
    
    
        @Override
        public void run() {
    
    
            synchronized (o) {
    
    
                while (flag) {
    
    
                    try {
    
    
                        System.out.println("ready to wait");
                        o.wait();
                        System.out.println("i am back");
                    } catch (InterruptedException e) {
    
    
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                flag = true;
            }
        }
    }

    static final class B extends Thread {
    
    
        @Override
        public void run() {
    
    
            synchronized (o) {
    
    
                o.notify();
                System.out.println("wake up o");
                flag = false;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        A a = new A();
        a.start();
        B b = new B();
        b.start();
    }
}
执行结果
ready to wait
i am back
ready to wait
  1. 同步方法,锁为方法所在对象
public class WaitNotifySyncMethodDemo {
    
    

    private static boolean flag = true;

    static class A {
    
    
        synchronized void method1() {
    
    
            while (flag) {
    
    
                try {
    
    
                    System.out.println("ready to wait");
                    this.wait();
                    System.out.println("i am back");
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            flag = true;
        }

        synchronized void method2() {
    
    
            this.notify();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        final A a = new A();
        new Thread(a::method1).start();
        new Thread(a::method2).start();
    }
}
执行结果
ready to wait
i am back
ready to wait
  1. 同步静态方法,锁为类对象
public class WaitNotifySyncStaticMethodDemo {
    
    

    private static boolean flag = true;

    private synchronized static void method1() {
    
    
        while (flag) {
    
    
            try {
    
    
                System.out.println("ready to wait");
                WaitNotifySyncStaticMethodDemo.class.wait();
                System.out.println("i am back");
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
        }
        flag = true;
    }

    private synchronized static void method2() {
    
    
        WaitNotifySyncStaticMethodDemo.class.notify();
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        new Thread(WaitNotifySyncStaticMethodDemo::method1).start();
        new Thread(WaitNotifySyncStaticMethodDemo::method2).start();
    }
}
执行结果
ready to wait
i am back
ready to wait

notify和notifyAll的区别示例

  • 待补充

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