Java并发编程之十二：线程间通信中notifyAll造成的早期通知问题（含代码）

Posted 2022-03-02 youzhouliu

如果线程在等待时接到通知，但线程等待的条件还不满足，此时，线程接到的就是早期通知，如果条件满足的时间很短，但很快又改变了，而变得不再满足，这时也将发生早期通知。这种现象听起来很奇怪，下面通过一个示例程序来说明问题。

    很简单，两个线程等待删除List中的元素，同时另外一个线程正要向其中添加项目。代码如下：

[java]

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1. import java.util.*;  
2.   
3. public class EarlyNotify extends Object   
4.     private List list;  
5.   
6.     public EarlyNotify()   
7.         list = Collections.synchronizedList(new LinkedList());  
8.       
9.   
10.     public String removeItem() throws InterruptedException   
11.         print("in removeItem() - entering");  
12.   
13.         synchronized ( list )   
14.             if ( list.isEmpty() )   //这里用if语句会发生危险  
15.                 print("in removeItem() - about to wait()");  
16.                 list.wait();  
17.                 print("in removeItem() - done with wait()");  
18.               
19.   
20.             //删除元素  
21.             String item = (String) list.remove(0);  
22.   
23.             print("in removeItem() - leaving");  
24.             return item;  
25.           
26.       
27.   
28.     public void addItem(String item)   
29.         print("in addItem() - entering");  
30.         synchronized ( list )   
31.             //添加元素  
32.             list.add(item);  
33.             print("in addItem() - just added: '" + item + "'");  
34.   
35.             //添加后，通知所有线程  
36.             list.notifyAll();  
37.             print("in addItem() - just notified");  
38.           
39.         print("in addItem() - leaving");  
40.       
41.   
42.     private static void print(String msg)   
43.         String name = Thread.currentThread().getName();  
44.         System.out.println(name + ": " + msg);  
45.       
46.   
47.     public static void main(String[] args)   
48.         final EarlyNotify en = new EarlyNotify();  
49.   
50.         Runnable runA = new Runnable()   
51.                 public void run()   
52.                     try   
53.                         String item = en.removeItem();  
54.                         print("in run() - returned: '" +   
55.                                 item + "'");  
56.                      catch ( InterruptedException ix )   
57.                         print("interrupted!");  
58.                      catch ( Exception x )   
59.                         print("threw an Exception!!!\\n" + x);  
60.                       
61.                   
62.             ;  
63.   
64.         Runnable runB = new Runnable()   
65.                 public void run()   
66.                     en.addItem("Hello!");  
67.                   
68.             ;  
69.   
70.         try   
71.             //启动第一个删除元素的线程  
72.             Thread threadA1 = new Thread(runA, "threadA1");  
73.             threadA1.start();  
74.   
75.             Thread.sleep(500);  
76.       
77.             //启动第二个删除元素的线程  
78.             Thread threadA2 = new Thread(runA, "threadA2");  
79.             threadA2.start();  
80.   
81.             Thread.sleep(500);  
82.             //启动增加元素的线程  
83.             Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");  
84.             threadB.start();  
85.   
86.             Thread.sleep(10000); // wait 10 seconds  
87.   
88.             threadA1.interrupt();  
89.             threadA2.interrupt();  
90.          catch ( InterruptedException x )   
91.       
92.   

    执行结果如下：

    

     分析：首先启动threadA1，threadA1在removeItem（）中调用wait（），从而释放list上的对象锁。再过500ms，启动threadA2，threadA2调用removeItem（），获取list上的对象锁，也发现列表为空，从而在wait（）方法处阻塞，释放list上的对象锁。再过500ms后，启动threadB，并调用addItem，获得list上的对象锁，并在list中添加一个元素，同时用notifyAll通知所有线程。

    threadA1和threadA2都从wait（）返回，等待获取list对象上的对象锁，并试图从列表中删除添加的元素，这就会产生麻烦，只有其中一个操作能成功。假设threadA1获取了list上的对象锁，并删除元素成功，在退出synchronized代码块时，它便会释放list上的对象锁，此时threadA2便会获取list上的对象锁，会继续删除list中的元素，但是list已经为空了，这便会抛出IndexOutOfBoundsException。

 

    要避免以上问题只需将wait外围的if语句改为while循环即可，这样当list为空时，线程便会继续等待，而不会继续去执行删除list中元素的代码。

    修改后的执行结果如下：

 

     总结：在使用线程的等待/通知机制时，一般都要在while循环中调用wait（）方法，满足条件时，才让while循环退出，这样一般也要配合使用一个boolean变量（或其他能判断真假的条件，如本文中的list.isEmpty()），满足while循环的条件时，进入while循环，执行wait（）方法，不满足while循环的条件时，跳出循环，执行后面的代码。