Java多线程学习之wait、notify/notifyAll 详解

1、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法,无法被重写。
2、wait()使当前线程阻塞,前提是 必须先获得锁,一般配合synchronized 关键字使用,即,一般在synchronized 同步代码块里使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。
3、 由于 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行,说明当前线程一定是获取了锁的。
当线程执行wait()方法时候,会释放当前的锁,然后让出CPU,进入等待状态。
只有当 notify/notifyAll() 被执行时候,才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程,然后继续往下执行,直到执行完synchronized 代码块的代码或是中途遇到wait() ,再次释放锁。
也就是说,notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程,而不会立即释放锁,锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以在编程中,尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区,以唤醒其他线程让其获得锁
4、wait() 需要被try catch包围,以便发生异常中断也可以使wait等待的线程唤醒。
5、notify 和wait 的顺序不能错,如果A线程先执行notify方法,B线程在执行wait方法,那么B线程是无法被唤醒的。
6、notify 和 notifyAll的区别
notify方法只唤醒一个等待(对象的)线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对象,这个方法只会唤醒其中一个线程,选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。notifyAll 会唤醒所有等待(对象的)线程,尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒,推荐使用notifyAll 方法。比如在生产者-消费者里面的使用,每次都需要唤醒所有的消费者或是生产者,以判断程序是否可以继续往下执行。
7、在多线程中要测试某个条件的变化,使用if 还是while?
  要注意,notify唤醒沉睡的线程后,线程会接着上次的执行继续往下执行。所以在进行条件判断时候,可以先把 wait 语句忽略不计来进行考虑;显然,要确保程序一定要执行,并且要保证程序直到满足一定的条件再执行,要使用while进行等待,直到满足条件才继续往下执行。如下代码:
 1 public class K {
 2     //状态锁
 3     private Object lock;
 4     //条件变量
 5     private int now,need;
 6     public void produce(int num){
 7         //同步
 8         synchronized (lock){
 9            //当前有的不满足需要,进行等待,直到满足条件
10             while(now < need){
11                 try {
12                     //等待阻塞
13                     lock.wait();
14                 } catch (InterruptedException e) {
15                     e.printStackTrace();
16                 }
17                 System.out.println("我被唤醒了!");
18             }
19            // 做其他的事情
20         }
21     }
22 }
23             
显然,只有当前值满足需要值的时候,线程才可以往下执行,所以,必须使用while 循环阻塞。注意,wait() 当被唤醒时候,只是让while循环继续往下走.如果此处用if的话,意味着if继续往下走,会跳出if语句块。
8、实现生产者和消费者问题
  什么是生产者-消费者问题呢?
  如上图,假设有一个公共的容量有限的池子,有两种人,一种是生产者,另一种是消费者。需要满足如下条件:
    1、生产者产生资源往池子里添加,前提是池子没有满,如果池子满了,则生产者暂停生产,直到自己的生成能放下池子。
    2、消费者消耗池子里的资源,前提是池子的资源不为空,否则消费者暂停消耗,进入等待直到池子里有资源数满足自己的需求。
  - 仓库类
 1 import java.util.LinkedList;
 2 
 3 /**
 4  *  生产者和消费者的问题
 5  *  wait、notify/notifyAll() 实现
 6  */
 7 public class Storage1 implements AbstractStorage {
 8     //仓库最大容量
 9     private final int MAX_SIZE = 100;
10     //仓库存储的载体
11     private LinkedList list = new LinkedList();
12 
13     //生产产品
14     public void produce(int num){
15         //同步
16         synchronized (list){
17             //仓库剩余的容量不足以存放即将要生产的数量,暂停生产
18             while(list.size()+num > MAX_SIZE){
19                 System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
20                         + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!");
21 
22                 try {
23                     //条件不满足,生产阻塞
24                     list.wait();
25                 } catch (InterruptedException e) {
26                     e.printStackTrace();
27                 }
28             }
29 
30             for(int i=0;i<num;i++){
31                 list.add(new Object());
32             }
33 
34             System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size());
35 
36             list.notifyAll();
37         }
38     }
39 
40     //消费产品
41     public void consume(int num){
42         synchronized (list){
43 
44             //不满足消费条件
45             while(num > list.size()){
46                 System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
47                         + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!");
48 
49                 try {
50                     list.wait();
51                 } catch (InterruptedException e) {
52                     e.printStackTrace();
53                 }
54             }
55 
56             //消费条件满足,开始消费
57             for(int i=0;i<num;i++){
58                 list.remove();
59             }
60 
61             System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size());
62 
63             list.notifyAll();
64         }
65     }
66 }

  - 抽象仓库类

1 public interface AbstractStorage {
2     void consume(int num);
3     void produce(int num);
4 }

  - 生产者

 1 public class Producer extends Thread{
 2     //每次生产的数量
 3     private int num ;
 4 
 5     //所属的仓库
 6     public AbstractStorage abstractStorage;
 7 
 8     public Producer(AbstractStorage abstractStorage){
 9         this.abstractStorage = abstractStorage;
10     }
11 
12     public void setNum(int num){
13         this.num = num;
14     }
15 
16     // 线程run函数
17     @Override
18     public void run()
19     {
20         produce(num);
21     }
22 
23     // 调用仓库Storage的生产函数
24     public void produce(int num)
25     {
26         abstractStorage.produce(num);
27     }
28 }

  - 消费者

 1 public class Consumer extends Thread{
 2     // 每次消费的产品数量
 3     private int num;
 4 
 5     // 所在放置的仓库
 6     private AbstractStorage abstractStorage1;
 7 
 8     // 构造函数,设置仓库
 9     public Consumer(AbstractStorage abstractStorage1)
10     {
11         this.abstractStorage1 = abstractStorage1;
12     }
13 
14     // 线程run函数
15     public void run()
16     {
17         consume(num);
18     }
19 
20     // 调用仓库Storage的生产函数
21     public void consume(int num)
22     {
23         abstractStorage1.consume(num);
24     }
25 
26     public void setNum(int num){
27         this.num = num;
28     }
29 }

  - 测试

 1 public class Test{
 2     public static void main(String[] args) {
 3         // 仓库对象
 4         AbstractStorage abstractStorage = new Storage1();
 5 
 6         // 生产者对象
 7         Producer p1 = new Producer(abstractStorage);
 8         Producer p2 = new Producer(abstractStorage);
 9         Producer p3 = new Producer(abstractStorage);
10         Producer p4 = new Producer(abstractStorage);
11         Producer p5 = new Producer(abstractStorage);
12         Producer p6 = new Producer(abstractStorage);
13         Producer p7 = new Producer(abstractStorage);
14 
15         // 消费者对象
16         Consumer c1 = new Consumer(abstractStorage);
17         Consumer c2 = new Consumer(abstractStorage);
18         Consumer c3 = new Consumer(abstractStorage);
19 
20         // 设置生产者产品生产数量
21         p1.setNum(10);
22         p2.setNum(10);
23         p3.setNum(10);
24         p4.setNum(10);
25         p5.setNum(10);
26         p6.setNum(10);
27         p7.setNum(80);
28 
29         // 设置消费者产品消费数量
30         c1.setNum(50);
31         c2.setNum(20);
32         c3.setNum(30);
33 
34         // 线程开始执行
35         c1.start();
36         c2.start();
37         c3.start();
38 
39         p1.start();
40         p2.start();
41         p3.start();
42         p4.start();
43         p5.start();
44         p6.start();
45         p7.start();
46     }
47 }

  - 输出

【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:20    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:20    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:30    暂时不能执行生产任务!
【已经消费产品数】:20    【现仓储量为】:10
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务!
【要消费的产品数量】:30    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30
【已经消费产品数】:30    【现仓储量为】:0
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10
【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务!
【已经生产产品数】:80    【现仓储量为】:90
【已经消费产品数】:50    【现仓储量为】:40

 

posted @ 2017-10-06 13:33  MoonGeek  阅读(131808)  评论(16编辑  收藏