wait()和notify():JAVA多线程世界的“信号兵”

简介: 【6月更文挑战第20天】在Java多线程中,`wait()`和`notify()`作为Object类的方法,扮演着线程间协调者的角色。`wait()`让线程等待并释放锁,`notify()`或`notifyAll()`唤醒等待的线程。在生产者-消费者模型中,它们用于同步访问资源,例如队列。当队列满或空时,线程调用wait()暂停,另一方完成操作后用notify()唤醒。理解并正确使用这些“信号兵”对构建高效的多线程程序至关重要。

在JAVA的多线程世界中,有一群特殊的“士兵”,他们默默地在各个线程之间传递信号,确保线程间的协调与同步。他们就是wait()和notify()方法,我们可以将他们形象地称为“信号兵”。

一、信号兵的角色与职责

在JAVA中,wait()和notify()是Object类中的两个方法,它们的主要职责是在线程间传递信号。wait()方法使得当前线程进入等待状态,直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法将其唤醒。而notify()和notifyAll()则是负责唤醒正在等待的线程。

二、信号兵的工作流程

等待信号: 当一个线程调用某个对象的wait()方法时,它就像是一个等待信号的士兵,进入休眠状态,并释放了持有的对象锁。在此期间,其他线程可以获取该对象的锁并继续执行。
传递信号: 当其他线程完成了某些操作,需要唤醒等待的线程时,它会调用该对象的notify()或notifyAll()方法。这就好比是传递了一个信号给等待的士兵,告诉他们可以结束等待了。
响应信号: 收到信号的线程会从等待状态中被唤醒,并尝试重新获取对象的锁。如果此时该对象锁没有被其他线程持有,那么它就可以继续执行后续的代码。
三、信号兵的实战应用

下面是一个简单的生产者-消费者模型的示例,展示了wait()和notify()方法的使用:

java
public class SharedQueue {
private int[] queue = new int[10];
private int front = 0; // 队头
private int rear = 0; // 队尾

// 生产者线程  
public synchronized void produce(int value) throws InterruptedException {  
    while ((rear + 1) % queue.length == front) {  
        wait(); // 等待队列不满  
    }  
    queue[rear] = value;  
    rear = (rear + 1) % queue.length;  
    notifyAll(); // 通知等待的消费者线程  
}  

// 消费者线程  
public synchronized int consume() throws InterruptedException {  
    while (front == rear) {  
        wait(); // 等待队列不空  
    }  
    int value = queue[front];  
    front = (front + 1) % queue.length;  
    notifyAll(); // 通知等待的生产者线程  
    return value;  
}  

}
在这个示例中,生产者线程和消费者线程通过调用wait()和notifyAll()方法进行通信,实现了队列的同步访问。

四、总结

wait()和notify()方法就像JAVA多线程世界中的“信号兵”,他们负责在线程间传递信号,确保线程间的协调与同步。熟练掌握这两个方法的使用,是编写高效、稳定的多线程程序的关键。

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