Java 同步方式 (2) —— wait和notify/notifyall

长平狐 发布于 2013/01/06 11:17
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Java 中除了关键字 synchronized 能够实现线程同步外,还可以使用 wait 和 notify/notify 实现同步。

wait 方法是使拥有当前对象(object)的线程(thread)放弃锁(release lock),进入睡眠状态

notify 通知 该对象(object)因上面 调用 wait而等待的某一进程重新唤醒启动

notifyAll 通知在对象(object)上因调用wait而等待的所有进程启动,这些进程根据优先级顺序执行


一个线程在其生命周期内总是处于某种状态:

  1. 创建: 当一个线程对象被声明并创建后,它处于“创建”状态;
  2. 就绪:线程对象调用 start() 方法后,将进入“就绪”状态,处于“就绪”状态的线程不是立即执行,而是进入就绪队列,等待CPU;
  3. 运行:当就绪队列中具有最高优先级的就绪线程被调度并获得CPU时,便进入“运行”状态,执行 run() 方法,run 方法中定义了线程的操作和功能;
  4. 非运行:处于“运行”状态的线程可能因为某些原因 (例如人为挂起)进入“非运行”状态,让出CPU并临时中止自己的执行;
  5. 停止:线程完成了它的全部工作或调用 stop() 方法强制中止线程,线程就进入“停止”状态。


wait 与 sleep 区别

 

wait

sleep

归属类

属于Object类(java.lang.Object

属于Thread类(java.lang.Thread),静态方法

释放锁

释放了锁,其它线程同步块或方法

没有释放锁,不出让系统资源(如cpu)

中断唤醒

wait一般不会加时间限制,而是判断是否满足符合条件;

如果符合条件,则notify/notifyall唤醒

sleep(milliseconds)后自动唤醒,

如果时间不到可用interrupt()强制中断

适用范围

同步方法或同步块使用(synchronized)

任何地方都可使用(main、thread线程)

捕获异常

必须捕获异常(try/catch)

不需要捕获异常


wait - sleep 示例(区别)

package com.homer.thread;

public class waitsleep {
	public static void main(String[] args) {
		ThreadDemo th = new ThreadDemo();
		
		th.start();
		System.out.println("thread is starting...");
		
		synchronized (th) {
			try {
				System.out.println("Waiting for th to complete...");
//				th.wait(1000);		// 等待1秒后,立刻执行
				th.wait();			// 线程等待,notify唤醒后执行
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println("Total is : " + th.total);	// 线程唤醒后,执行
		}
	}
}

class ThreadDemo extends Thread {
	int total;
	
	@Override
	public void run(){
		try {
			Thread.sleep(2000);		// 睡眠2秒
			synchronized(this){
				System.out.println("Thread is running...");
				for(int i=0; i<10; i++) {
					total += i;
					System.out.println("i = " + i + "; total = " + total);
					
					if(i==5) {
						System.out.println("i = 5 sleep(3000)");
						Thread.sleep(3000);		// i = 5时,睡眠3秒
					}
				}
				this.notify();
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}
运行结果:

thread is starting...
Waiting for th to complete...
Thread is running...
i = 0; total = 0
i = 1; total = 1
i = 2; total = 3
i = 3; total = 6
i = 4; total = 10
i = 5; total = 15
i = 5 sleep(3000)
i = 6; total = 21
i = 7; total = 28
i = 8; total = 36
i = 9; total = 45
Total is : 45


================================

wait - notify 示例(生产者 - 消费者)

package com.homer.thread;

public class waitnotify {
	public static void main(String[] args) {
		Q q = new Q();
		new Producer(q);
		new Consumer(q);
	}
}

class Producer implements Runnable {
	Q q = null;
	
	public Producer(Q q) {
		this.q = q;
		(new Thread(this, "Producer")).start();
	}
	
	@Override
	public void run() {
		int i = 0;
		while(i<5) {
			q.put(i++);
		}
	}
}

class Consumer implements Runnable {
	Q q = null;
	
	public Consumer(Q q) {
		this.q = q;
		(new Thread(this, "Consumer")).start();
	}

	@Override
	public void run() {
		while(q.get()<5){
		}
	}
}

class Q {
	int n;
	boolean valueSet = false;
	
	public synchronized int get() {
		if(!valueSet) {		// if valueSet == false,wait else try to got value
			try {
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		} 
		
		System.out.println("Get n : " + n);
		valueSet = false;
		notify();
		
		return n;
	}
	
	public synchronized void put(int n) {
		if(valueSet) {		// if valueSet == true,already have value so wait fetch,else put 
			try {
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		
		this.n = n;
		System.out.println("Put n : " + n);
		valueSet = true;
		notify();
	}
}
运行结果:

Put n : 0
Get n : 0
Put n : 1
Get n : 1
Put n : 2
Get n : 2
Put n : 3
Get n : 3
Put n : 4
Get n : 4


首先两个线程启动,他们的执行占用CPU多少随机,但是这里因为加了一个锁的Boolean型变量,而控制了put与set. 

首先:创建了一个对象Q,创建了一个Producer,一个Consumer,这两个对象在构造方法中启动了线程. 
第一步:
    对于Producer来说,会首先去调用put方法,因为valueSet是默认值是false,所以在Q的put方法不执行wait 而是执行 this.n = n 赋值操作,执行完毕后设置为valueSet = true
    对于Consumer来说,会首先去调用get方法,因为valueSet是默认值是false,所以该线程会执行wait(等待valueSet 赋值状态为true)
第二步
   对于Producer来说,因为valueSet已经变成true,所以会wat. 
   对于Consumer来说,因为valueSet已经变成true,所以会执行下面的code(get value),然后设置valueSet为false.
第三步
   Producer执行put方法,因为valueSet为false
   Consumer等待(重复第一步)
依次类推,方法执行... 

这里关键是加了一个共享的变量 valueSet 来判是该取值get,还是put值。当然有了wait跟notify才使它成为了可以实现的。 
但是不管怎样,wait是使目前控制该对象(Q的对象q)的线程wait(等待),notify是使前面在该对象上面wait的方法继续执行. 


示例代码下载




原文链接:http://blog.csdn.net/sunboy_2050/article/details/7685594
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