Java多線程中wait?notify等待喚醒機(jī)制詳解
一.等待喚醒機(jī)制簡(jiǎn)介
由于線程之間是搶占式執(zhí)行的，因此線程的執(zhí)行順序難以預(yù)知。但是實(shí)際開(kāi)發(fā)中有時(shí)候我們希望合理的協(xié)調(diào)多個(gè)線程之間的執(zhí)行先后順序。為了完成協(xié)調(diào)的工作，這里主要設(shè)計(jì)三個(gè)方法：
- wait() / wait(long timeout) : 讓當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)
- notify() / notifyAll(): 喚醒在當(dāng)前對(duì)象上等待的線程
注意：wait,notify,notifyAll都是Object類(lèi)的方法
二.synchronized與wait()與notify()
- synchronized的含義：
Java中每一個(gè)對(duì)象都可以成為一個(gè)監(jiān)視器（Monitor）, 該Monitor由一個(gè)鎖（lock）, 一個(gè)等待隊(duì)列（waiting queue ）, 一個(gè)入口隊(duì)列( entry queue).
對(duì)于一個(gè)對(duì)象的方法， 如果沒(méi)有synchronized關(guān)鍵字， 該方法可以被任意數(shù)量的線程，在任意時(shí)刻調(diào)用。
對(duì)于添加了synchronized關(guān)鍵字的方法，任意時(shí)刻只能被唯一的一個(gè)獲得了對(duì)象實(shí)例鎖的線程調(diào)用。
synchronized用于實(shí)現(xiàn)多線程的同步操作
- wait()功能：
wait(), notify(), notifyAll() 和 synchonized 需要搭配使用， 用于線程同步
wait()總是在一個(gè)循;環(huán)中被調(diào)用，掛起當(dāng)前線程來(lái)等待一個(gè)條件的成立。 Wait調(diào)用會(huì)一直等到其他線程調(diào)用notifyAll()時(shí)才返回。
當(dāng)一個(gè)線程在執(zhí)行synchronized 的方法內(nèi)部，調(diào)用了wait()后， 該線程會(huì)釋放該對(duì)象的鎖， 然后該線程會(huì)被添加到該對(duì)象的等待隊(duì)列中（waiting queue）, 只要該線程在等待隊(duì)列中， 就會(huì)一直處于閑置狀態(tài)， 不會(huì)被調(diào)度執(zhí)行。 要注意wait()方法會(huì)強(qiáng)迫線程先進(jìn)行釋放鎖操作，所以在調(diào)用wait()時(shí)， 該線程必須已經(jīng)獲得鎖，否則會(huì)拋出異常。由于wait()在synchonized的方法內(nèi)部被執(zhí)行， 鎖一定已經(jīng)獲得， 就不會(huì)拋出異常了。
- notify()的功能：
wait(), notify(), notifyAll() 和 synchonized 需要搭配使用， 用于線程同步
當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用一個(gè)對(duì)象的notify()方法時(shí)， 調(diào)度器會(huì)從所有處于該對(duì)象等待隊(duì)列（waiting queue）的線程中取出任意一個(gè)線程， 將其添加到入口隊(duì)列( entry queue) 中. 然后在入口隊(duì)列中的多個(gè)線程就會(huì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)象的鎖， 得到鎖的線程就可以繼續(xù)執(zhí)行。 如果等待隊(duì)列中（waiting queue）沒(méi)有線程， notify()方法不會(huì)產(chǎn)生任何作用
notifyAll() 和notify()工作機(jī)制一樣， 區(qū)別在于notifyAll()會(huì)將等待隊(duì)列（waiting queue）中所有的線程都添加到入口隊(duì)列中（entry queue）
三.等待喚醒機(jī)制案例
1.讓t1執(zhí)行wait()方法。
2.此時(shí)t2得到鎖，再讓t2執(zhí)行notify()方法釋放鎖。
3.此時(shí)t1得到鎖，t1會(huì)自動(dòng)從wait()方法之后的代碼，繼續(xù)執(zhí)行。
4.通過(guò)上述流程，我們就可以清楚的看到，wait()和notify()各自是怎么工作的了，也可以知道兩者是怎么配合的了。
import java.util.*;
public class Main {
//創(chuàng)建一個(gè)將被兩個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)的共享對(duì)象
public static Object loker = new Object();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(()->{
synchronized (loker){
System.out.println("線程一初次獲得對(duì)象鎖，執(zhí)行過(guò)程中調(diào)用鎖對(duì)象的wait()方法~~");
try {
loker.wait();
System.out.println("當(dāng)線程一被喚醒后，后面的代碼繼續(xù)執(zhí)行");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("線程一運(yùn)行結(jié)束");
},"線程一");
Thread t2 = new Thread(()->{
synchronized (loker){
System.out.println("線程二初次獲得對(duì)象鎖，執(zhí)行過(guò)程中調(diào)用鎖對(duì)象的notify()方法~~");
loker.notify();
System.out.println("喚醒線程一前，后面的代碼繼續(xù)執(zhí)行~~");
}
System.out.println("線程二結(jié)束");
},"線程二");
t1.start();
//防止t2優(yōu)先獲得CPU執(zhí)行權(quán)而錯(cuò)過(guò)喚醒t1
Thread.sleep(1000);
t2.start();
}
}運(yùn)行結(jié)果(運(yùn)行流程也就是運(yùn)行的打印結(jié)果)：
例題一
有三個(gè)線程，線程名稱(chēng)分別為：a，b，c。每個(gè)線程打印自己的名稱(chēng)。
需要讓他們同時(shí)啟動(dòng)，并按 c，b，a的順序打印
代碼詳解：
import java.util.*;
public class Test {
public static Object loker1 = new Object();
public static Object loker2 = new Object();
public static void main(String[] args) {
System.out.println("打印順序如下：");
Thread t1 = new Thread(()->{
//為了防止線程A的喚醒沒(méi)有被線程B接受，這里先讓線程A睡一會(huì)
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": C");
synchronized (loker1){
loker1.notify();
}
},"線程C");
Thread t2 = new Thread(()->{
synchronized (loker1){
//等待線程A的喚醒
try {
loker1.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": B");
//線程B喚醒線程C
synchronized (loker2){
loker2.notify();
}
},"線程B");
Thread t3 = new Thread(()->{
//線程C等待線程A的喚醒
synchronized (loker2){
try {
loker2.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": A");
},"線程A");
//開(kāi)啟線程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}運(yùn)行結(jié)果：
例題二
有三個(gè)線程，分別只能打印A，B和C
要求按順序打印ABC，打印10次
輸出示例：
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
大致過(guò)程：
代碼詳解：
import java.util.*;
public class Demo {
private static Object locker1 = new Object();
private static Object locker2 = new Object();
private static Object locker3 = new Object();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("打印結(jié)果:");
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
synchronized (locker1) {
locker1.wait();
}
System.out.print("A");
synchronized (locker2) {
locker2.notify();
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
synchronized (locker2) {
locker2.wait();
}
System.out.print("B");
synchronized (locker3) {
locker3.notify();
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread t3 = new Thread(() -> {
try {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
synchronized (locker3) {
locker3.wait();
}
System.out.println("C");
synchronized (locker1) {
locker1.notify();
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
t1.start();
t2.start();
t3.start();
//讓三個(gè)線程都拿到鎖
Thread.sleep(1000);
// 從線程 t1 啟動(dòng)
synchronized (locker1) {
locker1.notify();
}
}
}運(yùn)行結(jié)果：
四.什么時(shí)候釋放鎖——wait()與notify()
由于等待一個(gè)鎖定線程只有在獲得這把鎖之后，才能恢復(fù)運(yùn)行，所以讓持有鎖的線程在不需要鎖的時(shí)候及時(shí)釋放鎖是很重要的。在以下情況下，持有鎖的線程會(huì)釋放鎖：
1.執(zhí)行完同步代碼塊。
2.在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中，遇到異常而導(dǎo)致線程終止。
3.在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中，執(zhí)行了鎖所屬對(duì)象的wait()方法，這個(gè)線程會(huì)釋放鎖，進(jìn)行對(duì)象的等待池。
除了以上情況外，只要持有鎖的對(duì)象還沒(méi)有執(zhí)行完同步代碼塊，就不會(huì)釋放鎖。因此在以下情況下，線程不會(huì)釋放鎖：
1.在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中，執(zhí)行了Thread.sleep()方法，當(dāng)前線程放棄CPU，開(kāi)始睡眠，在睡眠中不會(huì)釋放鎖。
2.在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中，執(zhí)行了Thread.yield()方法，當(dāng)前線程放棄CPU，但不會(huì)釋放鎖。
3.在執(zhí)行同步代碼塊的過(guò)程中，其他線程執(zhí)行了當(dāng)前對(duì)象的suspend()方法，當(dāng)前線程被暫停，但不會(huì)釋放鎖。但Thread類(lèi)的suspend()方法已經(jīng)被廢棄。
到此這篇關(guān)于Java多線程中wait notify等待喚醒機(jī)制詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java等待喚醒機(jī)制內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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