Java多线程学习(四)等待通知(waitnotify)机制

mac2025-07-26  17

等待/通知机制介绍

while(value=desire){ doSomething(); }

当两个线程之间存在生产和消费者关系,也就是说第一个线程(生产者)做相应的操作然后第二个线程(消费者)感知到了变化又进行相应的操作。比如像下面的whie语句一样,假设这个value值就是第一个线程操作的结果,doSomething()是第二个线程要做的事,当满足条件value=desire后才执行doSomething()。

但是这里有个问题就是:第二个语句不停过通过轮询机制来检测判断条件是否成立。如果轮询时间的间隔太小会浪费CPU资源,轮询时间的间隔太大,就可能取不到自己想要的数据。所以这里就需要我们今天讲到的等待/通知(wait/notify)机制来解决这两个矛盾。

1. 通俗来讲什么是等待/通知机制?

1.厨师做完一道菜的时间是不确定的,所以菜到服务员手中的时间是不确定的;2.服务员就需要去“等待(wait)”;3.厨师把菜做完之后,按一下铃,这里的按铃就是“通知(nofity)”;4.服务员听到铃声之后就知道菜做好了,他可以去端菜了。

2. 专业术语来讲什么是等待/通知机制?

等待/通知机制,是指一个线程A调用了对象O的wait()方法进入等待状态,而另一个线程B调用了对象O的notify()/notifyAll()方法,线程A收到通知后退出等待队列,进入可运行状态,进而执行后续操作。上诉两个线程通过对象O来完成交互,而对象上的wait()方法和notify()/notifyAll()方法的关系就如同开关信号一样,用来完成等待方和通知方之间的交互工作。

等待/通知机制的相关方法

方法名称描述notify()随机唤醒等待队列中等待同一共享资源的 “一个线程”,并使该线程退出等待队列,进入可运行状态,也就是notify()方法仅通知“一个线程”notifyAll()使所有正在等待队列中等待同一共享资源的 “全部线程” 退出等待队列,进入可运行状态。此时,优先级最高的那个线程最先执行,但也有可能是随机执行,这取决于JVM虚拟机的实现wait()使调用该方法的线程释放共享资源锁,然后从运行状态退出,进入等待队列,直到被再次唤醒wait(long)超时等待一段时间,这里的参数时间是毫秒,也就是等待长达n毫秒,如果没有通知就超时返回wait(long,int)对于超时时间更细力度的控制,可以达到纳秒

示例

MyList.java public class MyList { private static List<String> list = new ArrayList<String>(); public static void add() { list.add("anyString"); } public static int size() { return list.size(); } } ThreadA.java public class ThreadA extends Thread { private Object lock; public ThreadA(Object lock) { super(); this.lock = lock; } @Override public void run() { try { synchronized (lock) { if (MyList.size() != 5) { System.out.println("wait begin " + System.currentTimeMillis()); lock.wait(); System.out.println("wait end " + System.currentTimeMillis()); } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } ThreadB.java public class ThreadB extends Thread { private Object lock; public ThreadB(Object lock) { super(); this.lock = lock; } @Override public void run() { try { synchronized (lock) { for (int i = 0; i < 10; i++) { MyList.add(); if (MyList.size() == 5) { lock.notify(); System.out.println("已发出通知!"); } System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!"); Thread.sleep(1000); } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } Run.java public class Run { public static void main(String[] args) { try { Object lock = new Object(); ThreadA a = new ThreadA(lock); a.start(); Thread.sleep(50); ThreadB b = new ThreadB(lock); b.start(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } 运行结果:wait end 1521967322359线程B调用notify没有唤醒线程A,因为最后输出可以看出,notify()执行后并不会立即释放锁。当方法wait()被执行后,锁自动被释放,但执行完notify()方法后,锁不会自动释放。必须执行完notify()方法所在的synchronized代码块后才释放。

线程的基本状态

1.新建(new):新创建了一个线程对象。2.可运行(runnable):线程对象创建后,其他线程(比如main线程)调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,等待被线程调度选中,获 取cpu的使用权。3.运行(running):可运行状态(runnable)的线程获得了cpu时间片(timeslice),执行程序代码。4.阻塞(block):阻塞状态是指线程因为某种原因放弃了cpu使用权,也即让出了cpu timeslice,暂时停止运行。直到线程进入可运行(runnable)状态,才有 机会再次获得cpu timeslice转到运行(running)状态。阻塞的情况分三种:(4.1)等待阻塞:运行(running)的线程执行o.wait()方法,JVM会把该线程放 入等待队列(waitting queue)中。(4.2) 同步阻塞:运行(running)的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁 被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池(lock pool)中。(4.3)其他阻塞: 运行(running)的线程执行Thread.sleep(long ms)或t.join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入可运行(runnable)状态。5.死亡(dead):线程run()、main()方法执行结束,或者因异常退出了run()方法,则该线程结束生命周期。死亡的线程不可再次复生。
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