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轉:【Java并發程式設計】之十:使用wait/notify/notifyAll實作線程間通信的幾點重要說明

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   在Java中,可以通過配合調用Object對象的wait()方法和notify()方法或notifyAll()方法來實作線程間的通信。線上程中調用wait()方法,将阻塞等待其他線程的通知(其他線程調用notify()方法或notifyAll()方法),線上程中調用notify()方法或notifyAll()方法,将通知其他線程從wait()方法處傳回。

Object是所有類的超類,它有5個方法組成了等待/通知機制的核心:notify()、notifyAll()、wait()、wait(long)和wait(long,int)。在Java中,所有的類都從Object繼承而來,是以,所有的類都擁有這些共有方法可供使用。而且,由于他們都被聲明為final,是以在子類中不能覆寫任何一個方法。

這裡詳細說明一下各個方法在使用中需要注意的幾點:

      1、wait()

      public final void wait()  throws InterruptedException,IllegalMonitorStateException

該方法用來将目前線程置入休眠狀态,直到接到通知或被中斷為止。在調用wait()之前,線程必須要獲得該對象的對象級别鎖,即隻能在同步方法或同步塊中調用wait()方法。進入wait()方法後,目前線程釋放鎖。在從wait()傳回前,線程與其他線程競争重新獲得鎖。如果調用wait()時,沒有持有适當的鎖,則抛出IllegalMonitorStateException,它是RuntimeException的一個子類,是以,不需要try-catch結構。

     2、notify()

     public final native void notify() throws IllegalMonitorStateException

        該方法也要在同步方法或同步塊中調用,即在調用前,線程也必須要獲得該對象的對象級别鎖,的如果調用notify()時沒有持有适當的鎖,也會抛出IllegalMonitorStateException。

     該方法用來通知那些可能等待該對象的對象鎖的其他線程。如果有多個線程等待,則線程規劃器任意挑選出其中一個wait()狀态的線程來發出通知,并使它等待擷取該對象的對象鎖(notify後,目前線程不會馬上釋放該對象鎖,wait所在的線程并不能馬上擷取該對象鎖,要等到程式退出synchronized代碼塊後,目前線程才會釋放鎖,wait所在的線程也才可以擷取該對象鎖),但不驚動其他同樣在等待被該對象notify的線程們。當第一個獲得了該對象鎖的wait線程運作完畢以後,它會釋放掉該對象鎖,此時如果該對象沒有再次使用notify語句,則即便該對象已經空閑,其他wait狀态等待的線程由于沒有得到該對象的通知,會繼續阻塞在wait狀态,直到這個對象發出一個notify或notifyAll。這裡需要注意:它們等待的是被notify或notifyAll,而不是鎖。這與下面的notifyAll()方法執行後的情況不同。 

3、notifyAll()

     public final native void notifyAll() throws IllegalMonitorStateException

      該方法與notify()方法的工作方式相同,重要的一點差異是:

      notifyAll使所有原來在該對象上wait的線程統統退出wait的狀态(即全部被喚醒,不再等待notify或notifyAll,但由于此時還沒有擷取到該對象鎖,是以還不能繼續往下執行),變成等待擷取該對象上的鎖,一旦該對象鎖被釋放(notifyAll線程退出調用了notifyAll的synchronized代碼塊的時候),他們就會去競争。如果其中一個線程獲得了該對象鎖,它就會繼續往下執行,在它退出synchronized代碼塊,釋放鎖後,其他的已經被喚醒的線程将會繼續競争擷取該鎖,一直進行下去,直到所有被喚醒的線程都執行完畢。

     4、wait(long)和wait(long,int)

     顯然,這兩個方法是設定等待逾時時間的,後者在超值時間上加上ns,精度也難以達到,是以,該方法很少使用。對于前者,如果在等待線程接到通知或被中斷之前,已經超過了指定的毫秒數,則它通過競争重新獲得鎖,并從wait(long)傳回。另外,需要知道,如果設定了逾時時間,當wait()傳回時,我們不能确定它是因為接到了通知還是因為逾時而傳回的,因為wait()方法不會傳回任何相關的資訊。但一般可以通過設定标志位來判斷,在notify之前改變标志位的值,在wait()方法後讀取該标志位的值來判斷,當然為了保證notify不被遺漏,我們還需要另外一個标志位來循環判斷是否調用wait()方法。

   深入了解:

   如果線程調用了對象的wait()方法,那麼線程便會處于該對象的等待池中,等待池中的線程不會去競争該對象的鎖。

   當有線程調用了對象的notifyAll()方法(喚醒所有wait線程)或notify()方法(隻随機喚醒一個wait線程),被喚醒的的線程便會進入該對象的鎖池中,鎖池中的線程會去競争該對象鎖。

 優先級高的線程競争到對象鎖的機率大,假若某線程沒有競争到該對象鎖,它還會留在鎖池中,唯有線程再次調用wait()方法,它才會重新回到等待池中。而競争到對象鎖的線程則繼續往下執行,直到執行完了synchronized代碼塊,它會釋放掉該對象鎖,這時鎖池中的線程會繼續競争該對象鎖。