淺談Java線程間通信之wait/notify
Java中的wait/notify/notifyAll可用來實現(xiàn)線程間通信，是Object類的方法，這三個方法都是native方法，是平臺相關的，常用來實現(xiàn)生產(chǎn)者/消費者模式。先來我們來看下相關定義：
wait() ：調(diào)用該方法的線程進入WATTING狀態(tài)，只有等待另外線程的通知或中斷才會返回，調(diào)用wait()方法后，會釋放對象的鎖。
wait(long)：超時等待最多l(xiāng)ong毫秒，如果沒有通知就超時返回。
notify() ：通知一個在對象上等待的線程，使其從wait()方法返回，而返回的前提是該線程獲取到了對象的鎖。
notifyAll()：通知所有等待在該對象上的線程。
一個小例子
我們來模擬個簡單的例子來說明，我們樓下有個小小的餃子館，生意火爆，店里有一個廚師，一個服務員，為避免廚師每做好一份，服務員端出去一份，效率太低且浪費體力?，F(xiàn)假設廚師每做好10份，服務員就用一個大木盤子端給客戶，每天賣夠100份就打烊收工，廚師服務員各自回家休息。
思考一下，要實現(xiàn)該功能，如果不使用等待/通知機制，那么最直接的方式可能就是，服務員隔一段時間去廚房看看，滿10份就用盤子端出去。
這種方式有兩個很大的弊?。?/strong>
1.如果服務員去廚房看的太勤快，服務員太累了，這樣還不如每做一碗就端一碗給客人，大木盤子的作用就體現(xiàn)不出來了。具體表現(xiàn)在實現(xiàn)代碼層面就是：需要不斷的循環(huán)，浪費處理器資源。
2.如果服務員隔很久才去廚房看一下，就無法確保及時性了，可能廚師早都做夠10份了，服務員卻沒觀察到。
針對上面這個例子，使用等待/通知機制就合理的多了，廚師每做夠10份，就喊一聲“餃子好了，可以端走啦”。服務員收到通知，就去廚房將餃子端給客人；廚師還沒做夠，即還沒收到廚師的通知，就可以稍微休息下，但也得豎起耳朵等候廚師的通知?！?/p>
package ConcurrentTest;
import thread.BlockQueue;
/**
* Created by chengxiao on 2017/6/17.
*/
public class JiaoziDemo {
//創(chuàng)建個共享對象做監(jiān)視器用
private static Object obj = new Object();
//大木盤子，一盤最多可盛10份餃子，廚師做滿10份，服務員就可以端出去了。
private static Integer platter = 0;
//賣出的餃子總量，賣夠100份就打烊收工
private static Integer count = 0;
/**
* 廚師
*/
static class Cook implements Runnable{
@Override
public void run() {
while(count<100){
synchronized (obj){
while (platter<10){
platter++;
}
//通知服務員餃子好了，可以端走了
obj.notify();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--餃子好啦，廚師休息會兒");
}
try {
//線程睡一會，幫助服務員線程搶到對象鎖
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--打烊收工，廚師回家");
}
}
/**
* 服務員
*/
static class Waiter implements Runnable{
@Override
public void run() {
while(count<100){
synchronized (obj){
//廚師做夠10份了，就可以端出去了
while(platter < 10){
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--餃子還沒好，等待廚師通知...");
obj.wait();
BlockQueue
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//餃子端給客人了，盤子清空
platter-=10;
//又賣出去10份。
count+=10;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--服務員把餃子端給客人了");
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--打烊收工，服務員回家");
}
}
public static void main(String []args){
Thread cookThread = new Thread(new Cook(),"cookThread");
Thread waiterThread = new Thread(new Waiter(),"waiterThread");
cookThread.start();
waiterThread.start();
}
}
運行結(jié)果
cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--餃子還沒好，等待廚師通知... cookThread--餃子好啦，廚師休息會兒 waiterThread--服務員把餃子端給客人了 waiterThread--打烊收工，服務員回家 cookThread--打烊收工，廚師回家
運行機制
借用《并發(fā)編程的藝術》中的一張圖來了解下wait/notify的運行機制
可能有人會對所謂監(jiān)視器(monitor)，對象鎖(lock)不甚了解，在此簡單解釋下：
jvm為每一個對象和類都關聯(lián)一個鎖，鎖住了一個對象，就是獲得了對象相關聯(lián)的監(jiān)視器。
只有獲取到對象鎖，才能拿到監(jiān)視器，如果獲取鎖失敗了，那么線程就會進入阻塞隊列中；如果成功拿到對象鎖，也可以使用wait()方法，在監(jiān)視器上等待，此時會釋放鎖，并進入等地隊列中。
關于鎖和監(jiān)視器的區(qū)別，有篇文章寫得很詳細透徹，在此引用一下，有興趣的童鞋可以了解一下詳談鎖和監(jiān)視器之間的區(qū)別_Java并發(fā)
根據(jù)上面的圖我們來理一下具體的過程
1.首先，waitThread獲取對象鎖，然后調(diào)用wait()方法，此時，wait線程會放棄對象鎖，同時進入對象的等待隊列WaitQueue中;
2.notifyThread線程搶占到對象鎖，執(zhí)行一些操作后，調(diào)用notify()方法，此時會將等待線程waitThread從等待隊列WaitQueue中移到同步隊列SynchronizedQueue中，waitThread由waitting狀態(tài)變?yōu)閎locked狀態(tài)。需要注意的時，notifyThread此時并不會立即釋放鎖，它繼續(xù)運行，把自己剩余的事兒干完之后才會釋放鎖;
3.waitThread再次獲取到對象鎖，從wait()方法返回繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的操作;
4.一個基于等待/通知機制的線程間通信的過程結(jié)束。
至于notifyAll則是在第二步中將等待隊列中的所有線程移到同步隊列中去。
避免踩坑
在使用wait/notify/notifyAll時有一些特別留意的，在此再總結(jié)一下：
1.一定在synchronized中使用wait()/notify()/notifyAll()，也就是說一定要先獲取鎖，這個前面我們講過，因為只有加鎖后，才能獲得監(jiān)視器。否則jvm也會拋出IllegalMonitorStateException異常。
2.使用wait()時，判斷線程是否進入wait狀態(tài)的條件一定要使用while而不要使用if，因為等待線程可能會被錯誤地喚醒，所以應該使用while循環(huán)在等待前等待后都檢查喚醒條件是否被滿足，保證安全性。
3.notify()或notifyAll()方法調(diào)用后，線程不會立即釋放鎖。調(diào)用只會將wait中的線程從等待隊列移到同步隊列，也就是線程狀態(tài)從waitting變?yōu)閎locked;
4.從wait()方法返回的前提是線程重新獲得了調(diào)用對象的鎖。
后記
關于wait/notify的相關內(nèi)容就介紹到此，在實際使用中，要特別留意上文中提到的幾點，不過一般情況下，我們直接使用wait/notify/notifyAll去完成線程間通信，生產(chǎn)者/消費者模型的機會不多，因為Java并發(fā)包中已經(jīng)提供了很多優(yōu)秀精妙的工具，像各種BlockingQueue等等，后面有機會也會詳細介紹的。
以上這篇淺談Java線程間通信之wait/notify就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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