Java并发编程系列之八：wait()、notify()和notifyAll()

本文主要是介绍Java并发编程系列之八：wait()、notify()和notifyAll()，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一个线程修改一个对象的值，而另一个线程则感知到了变化，然后进行相应的操作，这就是wait()、notify()和notifyAll()方法的本质。具体体现到方法上则是这样的：一个线程A调用了对象obj的wait方法进入到等待状态，而另一个线程调用了对象obj的notify()或者notifyAll()方法，线程A收到通知后从对象obj的wait方法返回，继续执行后面的操作。

可以看到以上两个线程通过对象obj进行操作，而wait和notify/notifyAll的关系就像开关信号一样，用来完成等待方和通知方之间的交互工作。

下面的代码演示了这个过程：分别创建一个等待线程和一个通知线程，前者检查flag的值是否为false，如果符合要求就进行后续的操作，否则在lock上等待。后者在睡眠一段时间后对lock进行通知，等待线程这样就可以从wait方法返回了

package com.rhwayfun.concurrency;import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;/*** Created by rhwayfun on 16-4-2.*/
public class WaitNotifyThread {//条件是否满足的标志private static boolean flag = true;//对象的监视器锁private static Object lock = new Object();//日期格式化器private static DateFormat format = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");public static void main(String[] args){Thread waitThread = new Thread(new WaitThread(),"WaitThread");waitThread.start();SleepUtil.second(1);Thread notifyThread = new Thread(new NotifyThread(),"NotifyThread");notifyThread.start();}/*** 等待线程*/private static class WaitThread implements Runnable{public void run() {//加锁，持有对象的监视器锁synchronized (lock){//只有成功获取对象的监视器才能进入这里//当条件不满足的时候，继续wait，直到某个线程执行了通知//并且释放了lock的监视器（简单来说就是锁）才能从wait//方法返回while (flag){try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " flag is true,waiting at "+ format.format(new Date()));lock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//条件满足，继续工作System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " flag is false,running at "+ format.format(new Date()));}}}/*** 通知线程*/private static class NotifyThread implements Runnable{public void run() {synchronized (lock){//获取lock锁，然后执行通知，通知的时候不会释放lock锁//只有当前线程退出了lock后，waitThread才有可能从wait返回System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " holds lock. Notify waitThread at "+ format.format(new Date()));lock.notifyAll();flag = false;SleepUtil.second(5);}//再次加锁synchronized (lock){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " holds lock again. NotifyThread will sleep at "+ format.format(new Date()));SleepUtil.second(5);}}}
}

以上代码的输出结果为：

其实使用wait、notify/notifyAll很简单，但是仍然需要注意以下几点：

1. 使用wait()、notify()和notifyAll()时需要首先对调用对象加锁
2. 调用wait()方法后，线程状态会从RUNNING变为WAITING，并将当线程加入到lock对象的等待队列中
3. 调用notify()或者notifyAll()方法后，等待在lock对象的等待队列的线程不会马上从wait()方法返回，必须要等到调用notify()或者notifyAll()方法的线程将lock锁释放，等待线程才有机会从等待队列返回。这里只是有机会，因为锁释放后，等待线程会出现竞争，只有竞争到该锁的线程才会从wait()方法返回，其他的线程只能继续等待
4. notify()方法将等待队列中的一个线程移到lock对象的同步队列，notifyAll()方法则是将等待队列中所有线程移到lock对象的同步队列，被移动的线程的状态由WAITING变为BLOCKED
5. wait()方法上等待锁，可以通过wait(long timeout)设置等待的超时时间

上一篇文章还有正确恢复线程的问题需要解决，因为通过使用wait()、notify()和notifyAll()可以很好恢复与挂起线程，下面是改进的代码：

package com.rhwayfun.concurrency;import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** Created by rhwayfun on 16-4-2.*/
public class SafeResumeAndSuspendThread {private static DateFormat format = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");//对象锁private static Object lock = new Object();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Runner r = new Runner();Thread runThread = new Thread(r,"CountThread");runThread.start();//主线程休眠一会，让CountThread有机会执行TimeUnit.SECONDS.sleep(2);for (int i = 0; i < 3; i++){//让线程挂起r.suspendRequest();//让计数线程挂起两秒TimeUnit.SECONDS.sleep(2);//看看i的值System.out.println("after suspend, i = " + r.getValue());//恢复线程的执行r.resumeRequest();//线程休眠一会TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}//退出程序System.exit(0);}/*** 该线程是一个计数线程*/private static class Runner implements Runnable{//变量iprivate volatile long i;//是否继续运行的标志//这里使用volatile关键字可以保证多线程并发访问该变量的时候//其他线程都可以感知到该变量值的变化。这样所有线程都会从共享//内存中取值private volatile boolean suspendFlag;public void run() {try {suspendFlag = false;i = 0;work();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}private void work() throws InterruptedException {while (true){//只有当线程挂起的时候才会执行这段代码waitWhileSuspend();i++;System.out.println("calling work method, i = " + i);//只有当线程挂起的时候才会执行这段代码waitWhileSuspend();//休眠1秒TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}}/*** 忙等待* @throws InterruptedException*/private void waitWhileSuspend() throws InterruptedException {/*while (suspendFlag){TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}*//*** 等待通知的方式才是最佳选择*/synchronized (lock){while (suspendFlag){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " suspend at " + format.format(new Date()));lock.wait();}}}//让线程终止的方法public void resumeRequest(){synchronized (lock){try {suspendFlag = false;System.out.print("after call resumeRequest method, i = " + getValue() + ". ");lock.notifyAll();TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public void suspendRequest(){suspendFlag = true;System.out.print("after call suspendRequest method, i = " + getValue() + ". ");}public long getValue(){return i;}}
}

代码的执行结果如下：

可以看到不管是挂起还是恢复，得到的结果都是正确的，在使用等待/通知机制实现的时候，需要注意必须使用同一个lock对象作为两个线程沟通的桥梁，由于synchronized关键字的可重入性（这点后面还会提到），保证了整个程序的正常执行。

总结：正确挂起和恢复线程的方法是使用boolean变量做为标志位，能够在合适的时间和位置正确恢复与挂起线程。

这篇关于Java并发编程系列之八：wait()、notify()和notifyAll()的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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