JUC并发编程 -- 为什么需要wait/notify方法 & 原理之 wait / notify & wait() 和 notify() API介绍

Posted 2021-09-15 Z && Y

1. 为什么需要wait/notify方法

• 由于条件不满足，小南不能继续进行计算
• 但小南如果一直占用着锁，其它人就得一直阻塞，效率太低
  
• 于是老王单开了一间休息室（调用 wait 方法），让小南到休息室（WaitSet）等着去了，但这时锁释放开，其它人可以由老王随机安排进屋
• 直到小M将烟送来，大叫一声 [ 你的烟到了 ] （调用 notify 方法）
  
• 小南于是可以离开休息室，重新进入竞争锁的队列
  

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2. 原理之 wait / notify

• Owner 线程发现条件不满足，调用 wait 方法，即可进入 WaitSet 变为 WAITING / TIMED_WAITING 状态（已经获得了锁，但是条件不满足又释放了锁）
• BLOCKED（没有获得锁 正在等待获取锁） 和 WAITING / TIMED_WAITING 的线程都处于阻塞状态，不占用 CPU 时间片，BLOCKED 线程会在 Owner 线程释放锁时唤醒
• WAITING / TIMED_WAITING 线程会在 Owner 线程调用 notify 或 notifyAll 时唤醒，但唤醒后并不意味者立刻获得锁，仍需进入EntryList 重新竞争

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3. notify & wait() 和 notify() API介绍

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1.1 API介绍

它们都是线程之间进行协作的手段，都属于 Object 对象的方法。必须获得此对象的锁，才能调用这几个方法

• obj.wait() 让进入 object 监视器的线程到 waitSet 等待
• obj.notify() 在 object 上正在 waitSet 等待的线程中挑一个唤醒
• obj.notifyAll() 让 object 上正在 waitSet 等待的线程全部唤醒

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1.2 示例代码:

notify(): 唤醒随机一个等待状态的线程

package tian;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;


@Slf4j(topic = "c.TestWaitNotify")
public class TestWaitNotify {
    final static Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        new Thread(() -> {
            synchronized (obj) {
                log.debug("执行....");
                try {
                    obj.wait(); // 让线程在obj上一直等待下去
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                log.debug("t1线程的其它代码....");
            }
        }, "t1").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (obj) {
                log.debug("执行....");
                try {
                    obj.wait(); // 让线程在obj上一直等待下去
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                log.debug("t2线程的其它代码....");
            }
        }, "t2").start();

        // 主线程两秒后执行
        Thread.sleep(2000);
        log.debug("唤醒 obj 上其它线程");
        synchronized (obj) {
            obj.notify(); // 唤醒obj上随机一个等待状态的线程
//            obj.notifyAll(); // 唤醒obj上所有等待线程
        }
    }
}

运行结果:

这里唤醒了t1线程

notifyAll(): 唤醒所有等待线程

上诉代码改进:

运行结果:

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1.3 带参数的wait()方法

• wait() 方法会释放对象的锁，进入 WaitSet 等待区，从而让其他线程就机会获取对象的锁。无限制等待，直到notify 为止
  

• wait(long n) 有时限的等待, 到 n 毫秒后结束等待继续运行线程后面的代码，或是被 notify 后运行线程后面的代码。

• wait(long timeout, int nanos) 这个方法里面有2个参数第一个参数是毫秒，第二个参数是纳秒，但这个纳秒是个假的纳秒，所以用的很少，一般用带一个参数的wait方法就足够了。
  

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