多线程的wait/notify的使用

Posted 2021-04-21 IT编程之路

多线程的等待/通知机制使用wait()和notify()来实现，两者缺一不可，并且要用在同步方法或者同步代码块中。如果只有使用wait不使用notify的话线程代码就会永远等待下去这样程序就会停止不前，不继续向下运行了。wait使线程停止运行，而notify使停止的线程继续运行。我们用程序实现一下，代码如下：

等待线程WaitThread.java

通知线程NotifyThread.java

测试运行类Test.java

运行结果：

在控制台输出的运行结果可以看出，3秒后wait线程被notify线程的notify通知唤醒。

我们继续进行实验，如何使用wait()与notify()来实现前面size()值等于5的实验呢？代码如下：

类MyList.java

线程类WaitThreadA.java

线程类NotifyThreadA.java

运行测试类TestOne.java

运行结果：

在控制台输出的结果可以看出wait end 是最后输出，也就说明notify()方法执行后并不立即释放锁。

关键字synchronized可以将任何一个Object对象作为同步对象来看待，而Java为每个Object都实现了wait()和notify()方法，它们必须用在被synchronized同步的Object的临界区内。通过调用wait()方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态，同时释放被同步对象的锁。而notify操作可以唤醒一个因调用了wait操作而处于阻塞状态中的线程，使其进入就绪状态。被重新唤醒的线程会试图重新获得临界区的控制全，也就是锁，并继续执行临界区内wait之后的代码。如果发出notify操作时没有处于阻塞状态中的线程，那么该命令会被忽略。

wait()方法可以使调用该方法的线程释放共享资源的锁，然后从运行状态退出，进入等待队列，直到被再次唤醒。

notify()方法可以随及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()方法可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的“全部”线程从等待状态退出，进入可运行状态。此时，优先级最高的那个线程最先执行，但也由可能是随机执行，因为这要取决于jvm虚拟机的实现。

根据Java中和Thread有关的API可以改变线程对象的状态，如下图：

详细解释一下：

1）新创建一个新的线程对象后，在调用它的start()方法，系统会为此线程分配cpu资源，使其处于Runnable(可执行)状态，这是一个准备运行的阶段。如果线程抢占到cpu资源，此线程处于Running(运行)状态。

2）Runnable状态和Running状态可相互切换，因为由可能线程运行一段时间后，有其他高优先级的线程抢占了cpu资源，这时线程就从Running状态变成Runnable状态。线程进入Runnable状态大体分为如下5种情况：

1.调用sleep()方法后经过的时间超过了指定的休眠时间。

2.线程调用的阻塞IO已经返回，阻塞方法执行完毕。

3.线程成功的获取了试图同步的监听器。

4.线程正在等待某个通知，其他线程发出了通知。

5.处于挂起状态的线程调用了resume恢复方法。

3）Blocked是阻塞的意思，例如遇到了一个IO操作，此时cpu处于空闲状态，可能会转而把cpu时间片分配给其他线程，这时也可以称为“暂停”状态。Bloaked状态结束后，进入Runnable状态，等待系统重新分配资源。出现阻塞的情况大体分为如下5种：

1.线程调用sleep方法，主动放弃占用的cpu资源。

2.线程调用了阻塞式IO方法，在该方法返回前，该线程被阻塞。

3.线程试图获得一个同步监视器，但该同步监视器正被其他线程所持有。

4.线程等待某个通知。

5.程序调用了suspend方法将该线程挂起。此方法容易导致死锁，尽量避免使用该方法。

4）run()方法运行结束后进入销毁阶段，整个线程执行完毕。

每个锁对象都有两个队列，一个是就绪队列，一个是阻塞队列。就绪队列存储了将要获得锁的线程，阻塞队列存储了被阻塞的线程。一个线程被唤醒后，才会进入就绪队列，等待cpu的调度；反之，一个线程被wait后，就会进入阻塞队列，等待下一次被唤醒。

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