一、线程间等待与唤醒机制
wait()和notify()是Object类的方法,用于线程的等待与唤醒,必须搭配synchronized 锁来使用。
多线程并发的场景下,有时需要某些线程先执行,这些线程执行结束后其他线程再继续执行。
比如: 一个长跑比赛,裁判员要等跑步运动员冲线了才能宣判比赛结束,那裁判员线程就得等待所有的运动员线程运行结束后,再唤醒这个裁判线程。
二、等待方法wait()
wait 做的事情:
使当前执行代码的线程进行等待. (把线程放到等待队列中)
释放当前的锁
满足一定条件时被唤醒, 重新尝试获取这个锁.
wait 要搭配 synchronized 来使用. 脱离 synchronized 使用 wait 会直接抛出异常.
wait 结束等待的条件:
其他线程调用该对象的 notify 方法.
wait 等待时间超时 (wait 方法提供一个带有 timeout 参数的版本, 来指定等待时间).
其他线程调用该等待线程的 interrupted 方法, 导致 wait 抛出 InterruptedException 异常.
注意事项:
调用wait()方法的前提是首先要获取该对象的锁(synchronize对象锁)
调用wait()方法会释放锁,本线程进入等待队列等待被唤醒,被唤醒后不是立即恢复执行,而是进入阻塞队列,竞争锁
等待方法:
1.痴汉方法,死等,线程进入阻塞态(WAITING)直到有其他线程调用notify方法唤醒
2.等待一段时间,若在该时间内线程被唤醒,则继续执行,若超过相应时间还没有其他线程唤醒此线程,此线程不再等待,恢复执行。
调用wait方法之后:
三、唤醒方法notify()
notify 方法是唤醒等待的线程.
方法notify()也要在同步方法或同步块中调用,该方法是用来通知那些可能等待该对象的对象锁的其它线程,对其发出通知notify,并使它们重新获取该对象的对象锁。
如果有多个线程等待,则有线程调度器随机挑选出一个呈 wait 状态的线程。(并没有 “先来后到”)
在notify()方法后,当前线程不会马上释放该对象锁,要等到执行notify()方法的线程将程序执行完,也就是退出同步代码块之后才会释放对象锁。
注意事项:
notify():随机唤醒一个处在等待状态的线程。
notifyAll():唤醒所有处在等待状态的线程。
无论是wait还是notify方法,都需要搭配synchronized锁来使用(等待和唤醒,也是需要对象)
四、关于wait和notify内部等待问题(重要)
对于wait和notify方法,其实有一个阻塞队列也有一个等待队列。
阻塞队列表示同一时间只有一个线程能获取到锁,其他线程进入阻塞队列
等待队列表示调用wait (首先此线程要获取到锁,进入等待队列,释放锁)
举个栗子:
现有如下定义的等待线程任务
private static class WaitTask implements Runnable { private Object lock; public WaitTask(Object lock) { this.lock = lock; } @Override public void run() { synchronized (lock) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备进入等待状态"); // 此线程在等待lock对象的notify方法唤醒 try { lock.wait(); Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待结束,本线程继续执行"); } } }
然后创建三个等待线程:
由于同一时间只有一个线程(随机调度)能获取到synchronized锁,所以会有两个线程没竞争到锁,从而进入了阻塞队列。
这里假如t2先竞争到了锁,所以先会阻塞t1和t3:
又由于调用wait方法会释放锁,调用wait方法的线程t2就会进入等待队列,直到被notify唤醒或者超时自动唤醒。
然后此时lock对象已经被释放了,所以t1和t3 又可以去竞争这个锁了,就从阻塞队列里面竞争锁。
这里假如t3 竞争到了锁,阻塞队列只剩下t1:
然后t3运行到了wait方法,释放锁,然后进入等待队列:
然后重复这些操作~~,最后t1,t2,t3 都进入了等待队列中,等待notify线程唤醒(这里假设notify要放在这些线程start后的好几秒后,因为notify线程也是和这些线程并发执行的,所以等待队列中的线程随时可能被唤醒)
重点来了:
在等待队列中的线程,被notify唤醒之后,会直接回到阻塞队列去竞争锁!!!而不是直接唤醒~
举个栗子:
拿notifyAll()来举例,假如此时等待队列中有三个线程t1,t2,t3,那么调用notifyAll()会直接把它们三个直接从等待队列中进入到阻塞队列中:
然后再去竞争这个锁,去执行wait之后的代码~~
五、完整代码(仅供测试用)
private static class WaitTask implements Runnable { private Object lock; public WaitTask(Object lock) { this.lock = lock; } @Override public void run() { synchronized (lock) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备进入等待状态"); // 此线程在等待lock对象的notify方法唤醒 try { lock.wait(); Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待结束,本线程继续执行"); } } } private static class NotifyTask implements Runnable { private Object lock; public NotifyTask(Object lock) { this.lock = lock; } @Override public void run() { synchronized (lock) { System.out.println("准备唤醒"); // 唤醒所有线程(随机) lock.notifyAll(); System.out.println("唤醒结束"); } } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Object lock = new Object(); Object lock2 = new Object(); // 创建三个等待线程 Thread t1 = new Thread(new WaitTask(lock),"t1"); Thread t2 = new Thread(new WaitTask(lock),"t2"); Thread t3 = new Thread(new WaitTask(lock),"t3"); // 创建一个唤醒线程 Thread notify = new Thread(new NotifyTask(lock2),"notify线程"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); ; Thread.sleep(100); notify.start(); // 当前正在执行的线程数 Thread.sleep(2000); System.out.println(Thread.activeCount() - 1); }
六、wait和sleep方法的区别(面试题):
wait方法是Object类提供的方法,需要搭配synchronized锁来使用,调用wait方法会释放锁,线程进入WAITING状态,等待被其他线程唤醒或者超时自动唤醒,唤醒之后的线程需要再次竞争synchronized锁才能继续执行。
sleep方法是Thread类提供的方法,调用sleep方法的线程进入TIMED_WAITING状态,不会释放锁,时间到自动唤醒。
总结
以上就是多线程场景下wait和notify方法的详解和注意事项了,码字不易,有帮助的话别忘了关注,点赞+收藏哦~
审核编辑:汤梓红
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