Java并发编程之二彻底理解Java的wait和Notify机制

Posted 2021-08-09 Java_宇宁

简单介绍

• wait方法

wait方法的作用是使当前执行代码的线程进行等待，它是Object类的方法，该方法用来将当前线程置入等待队列中，并且在wait所在的代码行处停止执行，直到接到通知或被中断为止。

该方法只能在同步方法或同步块中调用(即需要先获得对象的监视器锁，一般来说在 synchronized 代码块或者synchronized修饰的方法中使用)，否则抛出异常

IllegalMonitorStateException。

在A线程中调用Lock对象的wait方法以后，会释放Lock对象的监视器锁，同时将A线程放置于Lock对象的等待队列，A线程进入WAITING状态(Thread状态查看系列一)。

• notify/notifyAll方法

notify/notifyAll方法的作用是唤醒执行对象的等待列表中的一个/所有线程，将其唤醒继续工作。

同样的，notify/notifyAll方法也只能在同步方法或同步块中调用，即在调用前，线程也必须获得该对象的监视器锁。

在B线程中调用Lock对象的notify/notifyAll方法以后，Lock对象等待队列中的A线程从WAITING状态进入BLOCKED状态，而不是直接进入RUNNABLE状态。只有等B线程释放了Lock对象的监视器锁，并且A线程拿到以后，才进入到RUNNABLE状态。所以在编程中，尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即释放对象的监视器锁，以便让其他线程获得锁进入RUNNABLE状态。

• 其他注意事项

wait、notify/notifyAll 方法是Object的本地final方法，无法被重写。

notify 和wait 的顺序不能错，如果A线程先执行notify方法，B线程再执行wait方法，那么B线程是无法被唤醒的。

实例详解

public class WaitThread extends Thread { 
 
    private Object lock; 
 
    public WaitThread(Object lock) { 
        this.lock = lock; 
    } 
 
    @Override 
    public void run() { 
        synchronized (lock) { 
            System.out.println("WaitThread开始执行run方法"); 
            try { 
                System.out.println("WaitThread开始执行wait方法"); 
                lock.wait(); 
                System.out.println("WaitThread被唤醒"); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
} 
public class NotifyThread extends Thread { 
 
    private Object lock; 
 
    public NotifyThread(Object lock) { 
        this.lock = lock; 
    } 
 
    @Override 
    public void run() { 
        System.out.println("NotifyThread开始执行run方法"); 
        try { 
            System.out.println("NotifyThread睡眠2秒"); 
            Thread.sleep(2000); 
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        synchronized (lock) { 
            System.out.println("NotifyThread开始执行notify方法"); 
            lock.notify(); 
            try { 
                System.out.println("NotifyThread执行notify方法后继续睡眠2秒"); 
                Thread.sleep(2000); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
            System.out.println("NotifyThread睡眠2秒结束，并释放对象监视器锁"); 
        } 
    } 
} 
public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
 
        Object lock = new Object(); 
 
        // 创建2个线程 
        WaitThread waitThread = new WaitThread(lock); 
        NotifyThread notifyThread = new NotifyThread(lock); 
        // 启动他们 
        waitThread.start(); 
        notifyThread.start(); 
    } 
} 
NotifyThread开始执行run方法 
WaitThread开始执行run方法 
WaitThread开始执行wait方法 
NotifyThread睡眠2秒 
NotifyThread开始执行notify方法 
NotifyThread执行notify方法后继续睡眠2秒 
NotifyThread睡眠2秒结束，并释放对象监视器锁 
WaitThread被唤醒 

WaitThread在拿到lock的监视器锁以后调用wait方法。

NotifyThread在启动以后先睡眠2秒，保证了notify方法在wait方法后面。

NotifyThread执行notify方法后继续睡眠2秒，这个时候NotifyThread并没有释放Lock的监视器锁，因此WaitThread处于BLOCKED状态并没有被真正被唤醒。

NotifyThread睡眠2秒结束，并释放对象监视器锁，这个时候NotifyThread取到Lock的监视器锁并进入到RUNNABLE状态。

进阶思考

如果A线程获得了多个对象的监视器锁，然后调用其中1个对象的wait方法，是释放所有对象的锁还是只释放调用的那个对象的锁呢?

我们一起通过一个示例来进行一下测试。

public class WaitThread extends Thread { 
 
    private Object lock; 
    private Object other; 
 
    public WaitThread(Object lock, Object other) { 
        this.lock = lock; 
        this.other = other; 
    } 
 
    @Override 
    public void run() { 
        synchronized (lock) { 
            synchronized (other) { 
                System.out.println("WaitThread开始执行run方法"); 
                try { 
                    System.out.println("WaitThread开始执行wait方法"); 
                    lock.wait(); 
                    System.out.println("WaitThread被唤醒"); 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        } 
    } 
} 
public class NotifyThread extends Thread { 
 
    private Object lock; 
    private Object other; 
 
    public NotifyThread(Object lock, Object other) { 
        this.lock = lock; 
        this.other = other; 
    } 
 
    @Override 
    public void run() { 
        System.out.println("NotifyThread开始执行run方法"); 
        try { 
            System.out.println("NotifyThread睡眠2秒"); 
            Thread.sleep(2000); 
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        synchronized (lock) { 
            System.out.println("NotifyThread获得lock锁"); 
 
            synchronized (other) { 
                System.out.println("NotifyThread获得other锁"); 
                System.out.println("NotifyThread开始执行notify方法"); 
                lock.notify(); 
                try { 
                    System.out.println("NotifyThread执行notify方法后继续睡眠2秒"); 
                    Thread.sleep(2000); 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
                System.out.println("NotifyThread睡眠2秒结束，并释放对象监视器锁"); 
            } 
        } 
    } 
} 
public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
 
        Object lock = new Object(); 
        Object other = new Object(); 
 
        // 创建2个线程 
        WaitThread waitThread = new WaitThread(lock, other); 
        NotifyThread notifyThread = new NotifyThread(lock, other); 
        // 启动他们 
        waitThread.start(); 
        notifyThread.start(); 
    } 
} 
WaitThread开始执行run方法 
WaitThread开始执行wait方法 
NotifyThread开始执行run方法 
NotifyThread睡眠2秒 
NotifyThread获得lock锁 

WaitThread线程拿到lock和other的对象锁以后，执行了lock的wait方法。NotifyThread线程在睡眠2秒后，仅拿到了lock锁，说明wait方法只释放了被执行对应的锁，这样就造成了死锁。

因此如果使用wait和notify机制时，一定要确认Wait线程和Notify线程获取对象锁的情况，尽量避免在获取多个对象锁的情况下使用，防止造成死锁问题。