Java併發程式設計系列之八 wait notify 和notifyAll
阿新 • • 發佈：2019-01-10
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一個執行緒修改一個物件的值，而另一個執行緒則感知到了變化，然後進行相應的操作，這就是wait()、notify()和notifyAll()方法的本質。具體體現到方法上則是這樣的：一個執行緒A呼叫了物件obj的wait方法進入到等待狀態，而另一個執行緒呼叫了物件obj的notify()或者notifyAll()方法，執行緒A收到通知後從物件obj的wait方法返回，繼續執行後面的操作。
可以看到以上兩個執行緒通過物件obj進行操作，而wait和notify/notifyAll的關係就像開關訊號一樣，用來完成等待方和通知方之間的互動工作。
下面的程式碼演示了這個過程：分別建立一個等待執行緒和一個通知執行緒，前者檢查flag的值是否為false，如果符合要求就進行後續的操作，否則在lock上等待。後者在睡眠一段時間後對lock進行通知，等待執行緒這樣就可以從wait方法返回了
package com.rhwayfun.concurrency;import java.text.DateFormat;import java.text.SimpleDateFormat;import
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以上程式碼的輸出結果為：
其實使用wait、notify/notifyAll很簡單，但是仍然需要注意以下幾點：
- 使用wait()、notify()和notifyAll()時需要首先對呼叫物件加鎖
- 呼叫wait()方法後，執行緒狀態會從RUNNING變為WAITING，並將當執行緒加入到lock物件的等待佇列中
- 呼叫notify()或者notifyAll()方法後，等待在lock物件的等待佇列的執行緒不會馬上從wait()方法返回，必須要等到呼叫notify()或者notifyAll()方法的執行緒將lock鎖釋放，等待執行緒才有機會從等待佇列返回。這裡只是有機會，因為鎖釋放後，等待執行緒會出現競爭，只有競爭到該鎖的執行緒才會從wait()方法返回，其他的執行緒只能繼續等待
- notify()方法將等待佇列中的一個執行緒移到lock物件的同步佇列，notifyAll()方法則是將等待佇列中所有執行緒移到lock物件的同步佇列，被移動的執行緒的狀態由WAITING變為BLOCKED
- wait()方法上等待鎖，可以通過wait(long timeout)設定等待的超時時間
上一篇文章還有正確恢復執行緒的問題需要解決，因為通過使用wait()、notify()和notifyAll()可以很好恢復與掛起執行緒，下面是改進的程式碼：
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"); //物件鎖 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(); //主執行緒休眠一會，讓CountThread有機會執行 TimeUnit.SECONDS.sleep(2); for (int i = 0; i < 3; i++){ //讓執行緒掛起 r.suspendRequest(); //讓計數執行緒掛起兩秒 TimeUnit.SECONDS.sleep(2); //看看i的值 System.out.println("after suspend, i = " + r.getValue()); //恢復執行緒的執行 r.resumeRequest(); //執行緒休眠一會 TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } //退出程式 System.exit(0); } /** * 該執行緒是一個計數執行緒 */ private static class Runner implements Runnable{ //變數i private volatile long i; //是否繼續執行的標誌 //這裡使用volatile關鍵字可以保證多執行緒併發訪問該變數的時候 //其他執行緒都可以感知到該變數值的變化。這樣所有執行緒都會從共享 //記憶體中取值 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){ //只有當執行緒掛起的時候才會執行這段程式碼 waitWhileSuspend(); i++; System.out.println("calling work method, i = " + i); //只有當執行緒掛起的時候才會執行這段程式碼 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選擇 */ synchronized (lock){ while (suspendFlag){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " suspend at " + format.format(new Date())); lock.wait(); } } } //讓執行緒終止的方法 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; } }}
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程式碼的執行結果如下：
可以看到不管是掛起還是恢復，得到的結果都是正確的，在使用等待/通知機制實現的時候，需要注意必須使用同一個lock物件作為兩個執行緒溝通的橋樑，由於synchronized關鍵字的可重入性（這點後面還會提到），保證了整個程式的正常執行。
總結：正確掛起和恢復執行緒的方法是使用boolean變數做為標誌位，能夠在合適的時間和位置正確恢復與掛起執行緒。
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