为什么wait()，notify()和notifyAll()必须在同步块或同步方法中调

Posted 2020-08-20 平静

 

我们常用wait()，notify()和notifyAll()方法来进行线程间通信。线程检查一个条件后就行进入等待状态，例如，在“生产者-消费者”模型中，生产者线程发现缓冲区满了就等待，消费者线程通过消费一个产品使得缓冲区有空闲并通知生产者线程。notify()或notifyAll()的调用给一个或多个线程发出通知，告诉它（它们）条件已经发生改变，并且，一旦通知线程离开同步块，所有等待这个对象锁的线程将竞争这个对象锁，幸运的线程获得锁后就从wait()方法返回并继续执行。让我们把这整个操作分成几步来看看wait()和notify()方法之间的竞争条件（race condition），我们将使用“生产者-消费者”模型以便更容易理解这个场景：
生产者线程测试条件（缓冲区是否已满）并确定必须等待（发现缓冲区满后）
消费者线程从缓冲区消费一个产品后设置条件
消费者线程调用notify()方法，由于生产者线程此时还没有等待，这个消息将被忽略。
生产者线程调用wait()方法并进入等待状态。
因此，由于这里的竞争条件，我们可能在丢失一个通知，如果我们使用缓冲区或者只有一个产品，生产者线程将永远等待，你的程序也就挂起了。

现在我们考虑下这个潜在的竞争条件怎么解决。可以通过使用Java提供的synchronized关键字和锁来解决这个竞争条件。为了调用wait()，notify()和notifyAll()方法，我们必须获取调用这些方法的对象上的锁。由于wait()方法在等待前释放了锁并且在wait()方法返回之前重新获得了锁，我们必须使用这个锁来确保检查条件（缓冲区是否已满）和设置条件（从缓冲区取产品）是原子的，而这可以通过同步块或者同步方法实现。

简而言之，我们从同步块或者同步方法中调用wait()，notify()和notifyAll()方法可以避免：
IllegalMonitorStateException，如果我们不通过同步环境（synchronized context）调用这几个方法，系统将抛出此异常
wait()和notify()之间任何潜在的竞争条件。

 

线程间同步，锁是必须的。