Java 多线程解密之wait等待

在Java中，可以调用wait()方法使当前线程进入object的等待队列，这样当有新的任务需要执行的时候，调用object的notify()或者notifyAll()方法就可以唤起线程，wait()，notify()在线程池、数据库连接池有有广泛的应用。

其流程为：

首先我们知道，在获取对象的锁，也就是获取到其监视器，获取锁成功之后，则线程进入 RUNNABLE状态，即运行状态，这时候如果调用其对象的wait()方法，即进入对象的等待队列，然后会将锁释放。这时候，别的线程可以获取到这个对象的锁，然后调用其 notifyAll() 方法，这样，所有在等待队列中的线程（即 WAITING 状态）都会进入这个线程的同步队列，即锁队列。注意，调用 notifyAll() 方法的线程此时可能还并没有释放锁。必须等这个线程释放锁之后，同步队列中的线程才可以一个一个的执行（同步队列中的线程获取到锁之后，必须执行完同步代码块，才会释放锁），也就是说，wait()之后进入到等待队列，notifyAll()后进入锁队列，但只有重新获取到锁之后才能从wait()方法返回，但当wait()的时候线程被打断呢？其实打断的时候，线程也是进入到了锁队列，跟上述一样，而只有当重新获取到锁之后，才会走catch(Execption)的代码块，而不是从wait()方法返回。
有人可能要说了？为什么要这么设计？为什么notify()之后能不能马上从wait()方法返回？为什么还要等再次获取到锁的时候才能返回？？？
因为只有这样，才能保证在多个线程都在执行Object的同步块的时候：

  synchronized (Object) {


  }

同一时间，只有一个线程在 synchronized 代码块中！其它的线程要么在Object的等待队列中，要么就是在锁队列中！这样就避免了多个线程在同步块中执行导致的同步问题。

下面举示例来说明：

一、wait()方法与notify()方法

两个等待线程WaitRunnable，一个唤起线程 NotifyAllRunnable，两个等待线程WaitRunnable 等待一段时间之后，唤起线程 NotifyAllRunnable运行，然后调用 NotifyAll方法，然后等待一段时间才释放锁。两个等待线程WaitRunnable在wait()方法唤起之后，又会等待一段时间，那么，谁先运行完？谁再运行完呢？

public class Main {

    public static final Object waitObject = new Object();

    public static void main(String[] args) {

        Thread waitThread1 = new Thread(new WaitRunnable(), "waitThread1");
        Thread waitThread2 = new Thread(new WaitRunnable(), "waitThread2");

        waitThread1.start();
        waitThread2.start();

        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Thread notifyAllThread = new Thread(new NotifyAllRunnable(), "notifyAllThread");
        notifyAllThread.start();
    }
}


WaitRunnable：

public class WaitRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {


        synchronized (Main.waitObject) {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始wait ");
            try {
                /**
                 * 会释放锁
                 */
                Main.waitObject.wait();
                /**
                 * 又拿到锁
                 */
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wait结束，又获取到锁 ");

            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wait sleep 结束，释放锁 ");

            /**
             * 即将释放锁
             */
        }

        /**
         * 所以上述代码块是 先拿到锁，释放，然后又拿到了锁，再释放
         */


        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wait结束代码块 \n\n\n");


    }

}

NotifyAllRunnable：

public class NotifyAllRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {

        synchronized (Main.waitObject) {

            System.out.println("NotifyAllRunnable begin");
            Main.waitObject.notifyAll();
            System.out.println("NotifyAllRunnable notify");

            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println("NotifyAllRunnable 即将释放锁");
        }

        System.out.println("NotifyAllRunnable 释放锁完毕 \n\n\n");

    }
}

执行结果为：

waitThread1 开始wait 
waitThread2 开始wait 
NotifyAllRunnable begin
NotifyAllRunnable notifyAll
NotifyAllRunnable 即将释放锁
NotifyAllRunnable 释放锁完毕 



waitThread2 wait结束，又获取到锁 
waitThread2 wait sleep 结束，释放锁 
waitThread2 wait结束代码块 



waitThread1 wait结束，又获取到锁 
waitThread1 wait sleep 结束，释放锁 
waitThread1 wait结束代码块

可以看到，NotifyAllRunnable 虽然已经notifyAll()来通知其它线程了，但是其他等待线程只是由等待队列进入了锁队列，NotifyAllRunnable还持有锁，所以在其 sleep 了一段时间之后，释放了锁。waitThread才能获取到锁，注意其中一个 waitThread A 获取到锁之后，并未马上释放，而是也等待了一段时间，另一个 waitThread B 依旧在锁队列。只有在 waitThread A 执行完同步代码块之后，才会把这个对象的锁释放，waitThread B才会获取到锁。所以我们notify()或者notifyAll()后wait的线程可能不会马上执行。

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二、wait(long,int)方法：

这个方法有点意思了就，wait(long,int)之后，进入等待队列，注意如果在指定时间内收到了notifyAll，那么会跟上述一样进入锁队列，否则会在超时之后进入到锁队列中。
wait(long,int)，第一个参数是要等到的毫秒数，第二个是纳秒数，第二个是为了更精确，指定为1即可，
比如，想等待2秒，即2000ms，wait(2000, 1) 即可。

public class WaitTimeMain {


    public static final Object waitTimeObject = new Object();


    public static void main(String[] args) {

        Thread waitTimeThread = new Thread(new WaitTimeRunnable(), "waitTimeThread");
        waitTimeThread.start();


        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Thread syncThread = new Thread(new SyncRunnable(), "SyncThread");
        syncThread.start();

    }

}

public class WaitTimeRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {

        synchronized (WaitTimeMain.waitTimeObject) {

            long beginTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println(" WaitTimeRunnable wait开始，当前时间" + beginTime);

            try {
                WaitTimeMain.waitTimeObject.wait(2000, 1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println(" WaitTimeRunnable wait完毕 ， 用时 "
                    + (endTime - beginTime) +  "ms");
        }

    }

}

public class SyncRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        synchronized (WaitTimeMain.waitTimeObject) {
            System.out.println(" SyncRunnable 获取到锁");

            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(" SyncRunnable 5秒之后释放锁 \n\n\n");

        }

    }
}

执行结果为：

 WaitTimeRunnable wait开始
 SyncRunnable 获取到锁

 SyncRunnable 5秒之后释放锁 

 WaitTimeRunnable wait完毕 ， 用时 5112ms

可以看到，虽然WaitTimeRunnable没有收到通知，2s之后自动进入锁队列，但是现在已有线程获取到锁，其要等待锁释放，即5秒之后才完成。

Java 多线程解密之wait等待

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