在Java多线程编程中，wait(), notify(), 和 notifyAll() 是实现线程间协作的关键方法，它们用于线程间的通信和同步。本文将介绍这些方法的工作原理，常见问题、易错点及其避免策略，并给出代码示例。
1. 基本概念
这些方法都是Object类的成员，只能在synchronized代码块或方法中使用。它们用于控制线程的执行顺序，协调共享资源的访问。
- wait() ：让当前线程等待，释放它持有的锁，直到其他线程调用
notify()或notifyAll()唤醒它。 - notify() ：唤醒在当前对象上等待的一个线程，如果有多条线程等待，随机选择一个。
- notifyAll() ：唤醒在当前对象上等待的所有线程。
2. 常见问题与避免策略
- 死锁：不当使用
wait(),notify(), 和notifyAll()可能导致死锁。确保正确设置和释放锁，避免循环等待。 - 未捕获异常：
wait()会抛出InterruptedException，需要捕获并处理。忽略异常可能导致程序终止。 - 不在同步块中使用：不在
synchronized上下文中调用这些方法，可能导致线程安全问题。 - 通知未等待的线程：
notify()或notifyAll()可能唤醒正在运行的线程，而非等待的线程。确保等待的线程已进入wait()状态。
3. 示例：生产者-消费者模型
public class Buffer {
private int data;
private final Object lock = new Object();
public void produce(int value) {
synchronized (lock) {
while (data != 0) {
try {
lock.wait(); // 生产者等待，直到消费者消费
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
data = value;
lock.notify(); // 唤醒等待的消费者
}
}
public int consume() {
synchronized (lock) {
while (data == 0) {
try {
lock.wait(); // 消费者等待，直到生产者生产
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
int value = data;
data = 0;
lock.notify(); // 唤醒等待的生产者
return value;
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Buffer buffer = new Buffer();
Thread producer = new Thread(() -> {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
buffer.produce(i);
}
});
Thread consumer = new Thread(() -> {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println("Consumed: " + buffer.consume());
}
});
producer.start();
consumer.start();
}
}
这个例子展示了生产者-消费者模型的实现，使用wait()和notify()实现线程间的协作。
4. 总结
理解并正确使用wait(), notify(), 和 notifyAll()是实现线程协作的关键。在实际编程中，确保它们在synchronized上下文中使用，正确处理异常，避免死锁，可以编写出更加健壮的多线程程序。
