生产者消费者模式中条件判断是使用while而不是if

Posted 2021-02-15 liuyishi

永远在循环（loop）里调用 wait 和 notify，不是在 If 语句现在你知道wait应该永远在被synchronized的背景下和那个被多线程共享的对象上调用，下一个一定要记住的问题就是，你应该永远在while循环，而不是if语句中调用wait。因为线程是在某些条件下等待的——在我们的例子里，即“如果缓冲区队列是满的话，那么生产者线程应该等待”，你可能直觉就会写一个if语句。但if语句存在一些微妙的小问题，导致即使条件没被满足，你的线程你也有可能被错误地唤醒。所以如果你不在线程被唤醒后再次使用while循环检查唤醒条件是否被满足，你的程序就有可能会出错——例如在缓冲区为满的时候生产者继续生产数据，或者缓冲区为空的时候消费者开始消耗数据。所以记住，永远在while循环而不是if语句中使用wait！

因为在多核处理器环境中，Signal唤醒操作可能会激活多于一个线程（阻塞在条件变量上的线程），使得多个调用等待的线程返回。所以用while循环对condition多次判断，可以避免这种假唤醒。

基于以上认知，下面这个是使用wait和notify函数的规范代码模板：

// The standard idiom for calling the wait method in Java
synchronized(sharedObject) {
    while(condition) {
        sharedObject.wait();
        // (Releases lock, and reacquires on wakeup)
}
// do action based upon condition e.g. take or put into queue
}

Ps:在while循环里使用wait的目的，是在线程被唤醒的前后都持续检查条件是否被满足。如果条件并未改变，wait被调用之前notify的唤醒通知就来了，那么这个线程并不能保证被唤醒，有可能会导致死锁问题。

注意：

1. 永远在synchronized的方法或对象里使用wait、notify和notifyAll，不然Java虚拟机会生成 IllegalMonitorStateException。
2. 永远在while循环里而不是if语句下使用wait。这样，循环会在线程睡眠前后都检查wait的条件，并在条件实际上并未改变的情况下处理唤醒通知。
3. 永远在多线程间共享的对象（在生产者消费者模型里即缓冲区队列）上使用wait。