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java thread中的wait()和notify()

简介: 关于线程的状态 java thread有五种状态类型 新建状态(New):新创建了一个线程对象。 就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。 运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。 阻塞状态(Blocked):塞状态是线程因为

关于线程的状态

java thread有五种状态类型

  1. 新建状态(New):新创建了一个线程对象。
  2. 就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。
  3. 运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
  4. 阻塞状态(Blocked):塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。
  5. 死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。

当我们调用线程类的sleep()、suspend()、yield()、wait()等方法时会导致线程进入阻塞状态。

了解更详细信息可以参考:java 线程详解

关于wait()和notify()

  • wait(): 调用任何对象的wait()方法会让当前线程进入等待,直到另一个线程调用同一个对象的notify()或notifyAll()方法。
  • notify():唤醒因调用这个对象wait()方法而阻塞的线程。

首先,sleep()、suspend()、yield ()等方法都隶属于 Thread 类,但wait()/notify()这一对却直接隶属于Object 类,也就是说,所有对象都拥有这一对方法。初看起来这十分不可思议,但是实际上却是很自然的,因为这一对方法阻塞时要释放占用的锁,而锁是任何对象都具有的,调用对象的 wait() 方法导致线程阻塞,并且该对象上的锁被释放。而调用对象的notify()方法则导致因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞(但要等到获得锁后才真正可执行)。

其次,前面叙述的所有方法都可在任何位置调用,但是这一对方法却必须在 synchronized方法或块中调用,理由也很简单,只有在synchronized 方法或块中当前线程才占有锁,才有锁可以释放。同样的道理,调用这一对方法的对象上的锁必须为当前线程所拥有,这样才有锁可以释放。因此,这一对方法调用必须放置在这样的 synchronized方法或块中,该方法或块的上锁对象就是调用这一对方法的对象。若不满足这一条件,则程序虽然仍能编译,但在运行时会出现IllegalMonitorStateException异常。

最后,关于 wait() 和 notify() 方法再说明三点:

  1. 调用 notify() 方法导致解除阻塞的线程是从因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选取的,我们无法预料哪一个线程将会被选择,所以编程时要特别小心,避免因这种不确定性而产生问题
  2. 除了 notify(),还有一个方法 notifyAll() 也可起到类似作用,唯一的区别在于,调用 notifyAll() 方法将把因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的所有线程一次性全部解除阻塞。当然,只有获得锁的那一个线程才能进入可执行状态。
  3. wait()和notify()必须成对存在。

举例说明

例子一:主线程等待计数线程计算结束后打印计算结果

先写一个计数线程类CountThread:

public class CountThread extends Thread{
    int total;
    @Override
    public void run(){
        synchronized (this){
            for(int i=0;i<100;i++){
                total=total+1;
            }
             this.notify();//唤醒被阻塞的线程
        }
    }
}

再写一个测试类作为主线程:

public class TestWait {
    public static void main(String[] args) {
        CountThread countThread=new CountThread();
        countThread.start();
        synchronized (countThread){
            System.out.println("等到countThread线程计算结束...");
            try {
                countThread.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("计算的结果是:"+countThread.total);
        }
    }
}

运行结果:

等到countThread线程计算结束...
计算的结果是:100

实例二:生产者、消费者

生产者:

public class Producer extends Thread {
    public static final int MAX_BOX_SIZE = 5;
    Vector<String> messageBox = new Vector<>();

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                putMessage();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public synchronized void putMessage() throws InterruptedException {
        while (messageBox.size() == MAX_BOX_SIZE) {
            this.wait();//当箱子满后则进入等待
        }
        messageBox.add(new Date().toString());
        System.out.println("放入一条消息"+new Date().toString());
        this.notify();//放入消息后唤醒被锁住的线程(取消息线程)
    }

    public synchronized void getMessage() throws InterruptedException {
        while (messageBox.size() == 0) {
            this.wait();//当箱子空后进入等待
        }
        String message = (String) messageBox.firstElement();
        messageBox.removeElement(message);
        System.out.println("取出一条消息"+message);
        this.notify();//删除消息后唤醒被锁住的线程(放消息线程)
    }
}

消费者:

public class Consumer extends Thread{
    Producer producer;
    public Consumer(Producer producer){
        this.producer=producer;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                producer.getMessage();
                Thread.sleep(500);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Producer producer=new Producer();
        Consumer consumer=new Consumer(producer);
        producer.start();
        consumer.start();
    }
}

打印结果:

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