Java 多线程——— 线程间的通信(wait及notify方法)

2017-01-13 15:05:40来源:csdn作者:qq_35101189人点击

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线程间的相互作用


  线程间的相互作用:线程之间需要一些协调通信,来共同完成一件任务。



  Object类中相关的方法有两个notify方法和三个wait方法:



  http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/Object.html



  因为wait和notify方法定义在Object类中,因此会被所有的类所继承。



  这些方法都是final的,即它们都是不能被重写的,不能通过子类覆写去改变它们的行为。

wait()方法


  wait()方法使得当前线程必须要等待,等到另外一个线程调用notify()或者notifyAll()方法。



  当前的线程必须拥有当前对象的monitor,也即lock,就是锁。



  线程调用wait()方法,释放它对锁的拥有权,然后等待另外的线程来通知它(通知的方式是notify()或者notifyAll()方法),这样它才能重新获得锁的拥有权和恢复执行。



  要确保调用wait()方法的时候拥有锁,即,wait()方法的调用必须放在synchronized方法或synchronized块中。





  一个小比较:



  当线程调用了wait()方法时,它会释放掉对象的锁。



  另一个会导致线程暂停的方法:Thread.sleep(),它会导致线程睡眠指定的毫秒数,但线程在睡眠的过程中是不会释放掉对象的锁的。

notify()方法


  notify()方法会唤醒一个等待当前对象的锁的线程。



  如果多个线程在等待,它们中的一个将会选择被唤醒。这种选择是随意的,和具体实现有关。(线程等待一个对象的锁是由于调用了wait方法中的一个)。



  被唤醒的线程是不能被执行的,需要等到当前线程放弃这个对象的锁。



  被唤醒的线程将和其他线程以通常的方式进行竞争,来获得对象的锁。也就是说,被唤醒的线程并没有什么优先权,也没有什么劣势,对象的下一个线程还是需要通过一般性的竞争。



  notify()方法应该是被拥有对象的锁的线程所调用。



  (This method should only be called by a thread that is the owner of this object's monitor.)



  换句话说,和wait()方法一样,notify方法调用必须放在synchronized方法或synchronized块中。





  wait()和notify()方法要求在调用时线程已经获得了对象的锁,因此对这两个方法的调用需要放在synchronized方法或synchronized块中。



  一个线程变为一个对象的锁的拥有者是通过下列三种方法:



  1.执行这个对象的synchronized实例方法。



  2.执行这个对象的synchronized语句块。这个语句块锁的是这个对象。



  3.对于Class类的对象,执行那个类的synchronized、static方法。




程序实例


  利用两个线程,对一个整形成员变量进行变化,一个对其增加,一个对其减少,利用线程间的通信,实现该整形变量0101这样交替的变更。

复制代码
public class NumberHolder
{
private int number;public synchronized void increase()
{
if (0 != number)
{
try
{
wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}// 能执行到这里说明已经被唤醒
// 并且number为0
number++;
System.out.println(number);// 通知在等待的线程
notify();
}public synchronized void decrease()
{
if (0 == number)
{
try
{
wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}}// 能执行到这里说明已经被唤醒
// 并且number不为0
number--;
System.out.println(number);
notify();
}}public class IncreaseThread extends Thread
{
private NumberHolder numberHolder;public IncreaseThread(NumberHolder numberHolder)
{
this.numberHolder = numberHolder;
}@Override
public void run()
{
for (int i = 0; i < 20; ++i)
{
// 进行一定的延时
try
{
Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}// 进行增加操作
numberHolder.increase();
}
}}public class DecreaseThread extends Thread
{
private NumberHolder numberHolder;public DecreaseThread(NumberHolder numberHolder)
{
this.numberHolder = numberHolder;
}@Override
public void run()
{
for (int i = 0; i < 20; ++i)
{
// 进行一定的延时
try
{
Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}// 进行减少操作
numberHolder.decrease();
}
}}public class NumberTest
{
public static void main(String[] args)
{
NumberHolder numberHolder = new NumberHolder();Thread t1 = new IncreaseThread(numberHolder);
Thread t2 = new DecreaseThread(numberHolder);t1.start();
t2.start();
}}
复制代码


  



  如果再多加上两个线程呢?



  即把其中的NumberTest类改为如下:

复制代码
public class NumberTest
{
public static void main(String[] args)
{
NumberHolder numberHolder = new NumberHolder();Thread t1 = new IncreaseThread(numberHolder);
Thread t2 = new DecreaseThread(numberHolder);Thread t3 = new IncreaseThread(numberHolder);
Thread t4 = new DecreaseThread(numberHolder);t1.start();
t2.start();t3.start();
t4.start();
}}
复制代码




  运行后发现,加上t3和t4之后结果就错了。



  为什么两个线程的时候执行结果正确而四个线程的时候就不对了呢?



  因为线程在wait()的时候,接收到其他线程的通知,即往下执行,不再进行判断。两个线程的情况下,唤醒的肯定是另一个线程;但是在多个线程的情况下,执行结果就会混乱无序。



  比如,一个可能的情况是,一个增加线程执行的时候,其他三个线程都在wait,这时候第一个线程调用了notify()方法,其他线程都将被唤醒,然后执行各自的增加或减少方法。



  解决的方法就是:在被唤醒之后仍然进行条件判断,去检查要改的数字是否满足条件,如果不满足条件就继续睡眠。把两个方法中的if改为while即可。

复制代码
public class NumberHolder
{
private int number;public synchronized void increase()
{
while (0 != number)
{
try
{
wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}// 能执行到这里说明已经被唤醒
// 并且number为0
number++;
System.out.println(number);// 通知在等待的线程
notify();
}public synchronized void decrease()
{
while (0 == number)
{
try
{
wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}}// 能执行到这里说明已经被唤醒
// 并且number不为0
number--;
System.out.println(number);
notify();
}}
复制代码













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