线程 等待/通知机制
2021-04-09 07:25
标签：sim second exce void 图片 while循环 睡眠 main err 一个线程修改了一个对象的值，而另一个线程感知到了变化，然后进行相应的操作，整个过程开始于一个线程，而最终执行又是另一个线程。前者是生产者，后者就是消费者，这种模式隔离了“做什么”（what）和“怎么做”（How），在功能层面上实现了解耦，体系结构上具备了良好的伸缩性，但是在Java语言中如何实现类似的功能呢？ 简单的办法是让消费者线程不断地循环检查变量是否符合预期，如下面代码所示，在while循环中设置不满足的条件，如果条件满足则退出while循环，从而完成消费者的工作。 上面这段伪代码在条件不满足时就睡眠一段时间，这样做的目的是防止过快的“无效”尝试，这种方式看似能够解实现所需的功能，但是却存在如下问题。 1）难以确保及时性。在睡眠时，基本不消耗处理器资源，但是如果睡得过久，就不能及时发现条件已经变化，也就是及时性难以保证。 2）难以降低开销。如果降低睡眠的时间，比如休眠1毫秒，这样消费者能更加迅速地发现条件变化，但是却可能消耗更多的处理器资源，造成了无端的浪费。 以上两个问题，看似矛盾难以调和，但是Java通过内置的等待/通知机制能够很好地解决这个矛盾并实现所需的功能。 等待/通知的相关方法是任意Java对象都具备的，因为这些方法被定义在所有对象的超类java.lang.Object上，方法和描述如表4-2所示。 表4-2 等待/通知的相关方法 等待/通知机制，是指一个线程A调用了对象O的wait()方法进入等待状态，而另一个线程B调用了对象O的notify()或者notifyAll()方法，线程A收到通知后从对象O的wait()方法返回，进而执行后续操作。上述两个线程通过对象O来完成交互，而对象上的wait()和notify/notifyAll()的关系就如同开关信号一样，用来完成等待方和通知方之间的交互工作。 代码清单4-11 WaitNotify.java 上述第3行和第4行输出的顺序可能会互换，而上述例子主要说明了调用wait()、notify()以及notifyAll()时需要注意的细节，如下。 1）使用wait()、notify()和notifyAll()时需要先对调用对象加锁。 2）调用wait()方法后，线程状态由RUNNING变为WAITING，并将当前线程放置到对象的等待队列。 3）notify()或notifyAll()方法调用后，等待线程依旧不会从wait()返回，需要调用notify()或notifAll()的线程释放锁之后，等待线程才有机会从wait()返回。 4）notify()方法将等待队列中的一个等待线程从等待队列中移到同步队列中，而notifyAll()方法则是将等待队列中所有的线程全部移到同步队列，被移动的线程状态由WAITING变为BLOCKED。 5）从wait()方法返回的前提是获得了调用对象的锁。 从上述细节中可以看到，等待/通知机制依托于同步机制，其目的就是确保等待线程从wait()方法返回时能够感知到通知线程对变量做出的修改。 图4-3描述了上述示例的过程。 在图4-3中，WaitThread首先获取了对象的锁，然后调用对象的wait()方法，从而放弃了锁并进入了对象的等待队列WaitQueue中，进入等待状态。由于WaitThread释放了对象的锁，NotifyThread随后获取了对象的锁，并调用对象的notify()方法，将WaitThread从WaitQueue移到SynchronizedQueue中，此时WaitThread的状态变为阻塞状态。NotifyThread释放了锁之后，WaitThread再次获取到锁并从wait()方法返回继续执行。 从4.3.2节中的WaitNotify示例中可以提炼出等待/通知的经典范式，该范式分为两部分，分别针对等待方（消费者）和通知方（生产者）。 等待方遵循如下原则。 1）获取对象的锁。 2）如果条件不满足，那么调用对象的wait()方法，被通知后仍要检查条件。 3）条件满足则执行对应的逻辑。对应的伪代码如下。 通知方遵循如下原则。 1）获得对象的锁。 2）改变条件。 3）通知所有等待在对象上的线程。 对应的伪代码如下。 来源:java并发编程的艺术 4.3.2 线程 等待/通知机制 标签：sim second exce void 图片 while循环 睡眠 main err 原文地址：https://www.cnblogs.com/ooo0/p/13375528.html4.3.2 等待/通知机制
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class b4_3_2等待通知机制 {
}
class WaitNotify {
static boolean flag = true;
static Object lock = new Object();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread waitThread = new Thread(new Wait(), "WaitThread");
waitThread.start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
Thread notifyThread = new Thread(new Notify(), "NotifyThread");
notifyThread.start();
}
static class Wait implements Runnable {
public void run() {
// 加锁，拥有lock的Monitor
synchronized (lock) {
// 当条件不满足时，继续wait，同时释放了lock的锁
while (flag) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread() + " flag is true. wait @ " + new SimpleDateFormat(" HH:mm:ss ").format(new Date()));
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
// 条件满足时，完成工作
System.out.println(Thread.currentThread() + " flag is false. running@ " + new SimpleDateFormat(" HH:mm:ss ").format(new Date()));
}
}
}
static class Notify implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 加锁，拥有lock的Monitor
synchronized (lock) {
// 获取lock的锁，然后进行通知，通知时不会释放lock的锁，
// 直到当前线程释放了lock后，WaitThread才能从wait方法中返回
System.out.println(Thread.currentThread() + " hold lock. notify @ " + new SimpleDateFormat(" HH:mm:ss ").format(new Date()));
lock.notifyAll();
flag = false;
SleepUtils.second(5);
}
// 再次加锁
synchronized (lock){
System.out.println(Thread.currentThread() + " hold lock again. sleep @ " + new SimpleDateFormat(" HH:mm:ss ").format(new Date()));
SleepUtils.second(5);
}
}
}
}
Thread[WaitThread,5,main] flag is true. wait @ 08:50:55
Thread[NotifyThread,5,main] hold lock. notify @ 08:50:56
Thread[NotifyThread,5,main] hold lock again. sleep @ 08:51:01
Thread[WaitThread,5,main] flag is false. running@ 08:51:06
4.3.3 等待/通知的经典范式
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