前言
上一篇我们介绍了死锁的发生条件,以及避免死锁的方式。其中 破坏占有且等待的处理是,通过一个单例类一次性申请所有资源,直到成功。如while (!Allocator.getAllocator().applyResource(this, target)) { return; } 如果在并发量比较小的情况下,还可以接受,如果并发量比较大的话,就会大量的消耗CPU的资源。这时候,我们应该引入线程通信,主要是 等待-唤醒机制。
线程通信
下面我们通过一个例子来说明。场景说明:
图书馆里,有一本书叫《Java 高并发实战》,小A早上的时候把这本书借走了,小B中午的时候去图书馆找这本书,这里小A和小B分别是两个线程,他们都要看的书是共享资源。
通过共享对象通信
小B去了图书馆,发现这本书被借走了,他回到家,等了几天,再去图书馆找这本书,发现这本书已经被归还了,他顺利借走了书。
用程序模拟的话,就是线程小A调用setCanBorrow方法将canBorrow设为true,线程小B调用getCanBorrow获取。在这里线程A和B必须获得
指向同一个LibraryTest1共享实例的引用,如果持有的对象指向不同的LibraryTest1实例,那么彼此将不能检测到对方的信号。
public class LibraryTest1 {
//是否可借
private boolean canBorrow = false;
synchronized boolean getCanBorrow() {
return canBorrow;
}
synchronized void setCanBorrow(boolean canBorrow) {
this.canBorrow = canBorrow;
}
}
忙等待
其实小A在小B走后一会就把书还回去了,小B却在几天后才去找书,为了早点借到书(减少延迟),小B可能在图书馆等着,每隔几分钟(while循环),他就去检查这本书有没有被还回,这样只要小A一还回书,小B马上就会知道。
public class LibraryTest1 {
final LibraryTest1 libraryTest1 = new LibraryTest1();
while (!libraryTest1.getCanBorrow()) {
//空等
return;
}
}
wait(),notify()和notifyAll()
很多次后,小B发现自己这样做太累了,身体有点吃不消,不过很快,学校图书馆系统改进,加入了短信通知功能(notify()),只要小A一还回书,图书馆会立马通知小B,这样小B就可以在家睡觉等短信了。
//是否可借
private boolean canBorrow = false;
synchronized String borrowBook() throws InterruptedException {
if (!canBorrow) {
wait();
return null;
}
canBorrow = false;
return "Java 高并发实战";
}
synchronized void giveBackBook() {
this.canBorrow = true;
notify();
}
如上程序,canBorrow 初始为false时(书本已经被小A借走),小A 还书(调用giveBackBook方法)之后,书的可借状态为可借,并且调用notify()通知等待线程(系统发短信给小B)需要注意的两点是:
wait(),notify() 和或者notifyAll() 都需要在同步代码块中调用(就是消息只能由图书管理系统发出),不能再同步代码块之外调用,否则,会抛出IllegalMonitorStateException异常。
notify() 是随机的通知等待队列里的某一个线程,而notifyAll()是通知等待队列里的所有线程。一般而言最好调用notifyAll(),而不要调用notify()。因为,通知时,只是表示通知时间点条件满足,等线程执行时,条件可能已经不满足了,线程的执行时间与通知时间不重合,如果调用notify()的话很快能不能通知到我们期望通知的线程。
wait()与sleep() 的相同点与不同点
相同点:都会让当前线程挂起一段时间,让渡CPU的执行时间,等待再次调度
不同点:
wait(),notify(),notifyAll()一定是在synchronized{}内部调用,等待和通知的对象必须要对应。而sleep可以再任何地方调用
wait 会释放锁对象的“锁标志”,当调用某一对象的wait()方法后,会使当前线程暂停执行,并将当前线程放入对象等待池中。知道调用notifyAll()方法,而sleep则不会释放,也就是说在休眠期间,其他线程仍然不能访问共享数据。
wait可以被唤醒,sleep的只能等其睡眠结束
wait()是在Object 类里,而sleep是在Thread 里的
丢失的信号
学校图书馆系统是这么设计的,当一本书被还回来的时候,会给等待着发送短信,并且只会发一次,如果没有等待者,他也会发(只不过没有接受者)。问题出现了,因为短信只会发一次,当书被还回来的时候,没有人等待借书,他会发一条空短信,但是之后有等待借此本书的同学永远也不会再收到短信,导致这些同学会无休止的等待,为了避免这个问题,我们等待的时候先打个电话问问图书管理员是否继续等待if(!wasSignalled)。
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