Written by tt-yy
on 2021-12-09 10:22

java wait notify

wait、notify、notifyAll都是Object的方法，主要用于多线程环境中对线程进行协调。在使用时必须包含在同步代码块中（如：synchronized）且所属的锁资源必须相同，否则将抛出IllegalStateException。

下面对这3个方法进行介绍：

wait 使当前线程等待，同时释放当前获得的锁资源，使其它线程可以获取锁资源并进行相关操作，直到其它线程调用了notify或notifyAll之后再唤醒该线程，唤醒之后将重新获取锁资源并继续执行。
notify 将一个当前处于等待状态中且有相同锁资源的线程唤醒。如果有多个线程处于等待状态，将随机唤醒其中的一个。需要注意的是，被唤醒的线程并不会立即执行，而要等当前线程释放了锁资源后且重新获取到了锁资源时才能执行。
notifyAll 将所有处于等待状态中且有相同锁资源的线程唤醒，其它功能与notify相同。

了解完基本原理后，咱们开始写个示例并解决实际问题。

在多线程开发过程中，经常需要对多个线程的执行先后顺序进行控制，比如：T1执行完成后，T2开始执行。根据这个需求，编写一个多线程打印程序，启动2个线程并发执行，根据指定顺序打印字符串。比如：T1打印abc后，T2再打印def。以下是实现代码：

/**
 * @author TTY.
 */
public class PrintWithOrder3 {

  // Defines an object for acquire lock
  private final Object monitor;

  // A condition for checks wait or continue
  private boolean enabled = false;

  public PrintWithOrder3() {
    this.monitor = new Object();
  }

  public void printFirst() {
    synchronized (monitor) {
      System.out.print("abc");
      enabled = true;
      monitor.notify();
    }
  }

  public void printTwo() throws InterruptedException {
    synchronized (monitor) {
      /*
      * As in the one argument version of wait, interrupts and spurious wakeups are
      * possible, and this method should always be used in a loop:
      *  */
      while (!enabled) {
        monitor.wait();
      }
      System.out.print("def");
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    PrintWithOrder3 pwo = new PrintWithOrder3();
    Runnable first = pwo::printFirst;
    Runnable two = () -> {
      try {
        pwo.printTwo();
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    };
    new Thread(first).start();
    new Thread(two).start();

  }
}

运行后，不论first或two的线程顺序如何，程序将始终根据顺序进行打印abcdef。下面对代码的运行情况进行分析：

当first线程先获得monitor的锁后，将打印abc，同时执行notify进行唤醒操作，这里的notify操作其实没有作用（因为first先获得了锁且还未释放，所以two线程还在等待获取锁），当first线程释放锁后，two线程开始执行，这里有个状态变量用于判断是否需要执行wait方法，因为first执行完后将变量设置成了true，所以这里不会执行wait，程序继续执行并打印def
当two线程先获得monitor的锁后，状态变量为false，所以这里会执行wait进入等待状态，同时让出锁资源，这样first线程就可以获得锁资源并进入同步块代码执行。first执行打印abc，设置状态变量并执行notify方法将two线程唤醒，但是two线程不会马上执行，因为first线程还未释放锁。当first线程释放锁资源后，two线程将重新获得锁资源（重新获得锁资源并不是从头执行一次synchronized，而是jvm内部自动设置的，此时代码将从monitor.wait后执行）并继续执行，最后打印def

根据wait方法的api注释：wait可能会被interrupts或虚假的唤醒，所以在使用时，建议始终根据条件变量来进行判断是否需要wait，比如：当two线程处于等待状态而被中断时，使用while结合条件判断，则可以使线程继续等待；还比如：first先执行时，如果没有条件变量，two线程将永远无法被唤醒。因为first先获得了锁且还未释放，而two线程还在等待获取锁，没有进入同步代码块。当first执行完后，two线程进入同步代码块开始执行，执行到wait后会进入等待状态，而first线程早已执行完成，所以不会有notify发出了，这里就会永远等待。

以下为jdk api建议部分：

synchronized (obj) {
    while (<condition does not hold>)
        obj.wait();
    ... // Perform action appropriate to condition
}

→ Top