个人觉得Java线程同步有点比较难理解,单独拧出来讲解一下,结合实例更加容易理解。
wait()和notify()一系列的方法,是属于对象的,不是属于线程的。它们用在线程同步时,synchronized语句块中。
我们都知道,在synchronized语句块中,同一个对象,一个线程在执行完这一块代码之前,另一个线程,如果传进来的是同一个object,是不能进入这个语句块的。
也就是说,同一个对象是不能同时被两个线程用来进入synchronized中的,这就是线程同步。
废话不多说,先用通俗一点的语言来解释一下wait()和notify():
wait()意思是说,我等会儿再用这把锁,CPU也让给你们,我先休息一会儿!
notify()意思是说,我用完了,你们谁用?
也就是说,wait()会让出对象锁,同时,当前线程休眠,等待被唤醒,如果不被唤醒,就一直等在那儿。
notify()并不会让当前线程休眠,但会唤醒休眠的线程。
先看第一个例子!
package com.multithread.wait;
public class ThreadA {
public static void main(String[] args) {
final Object object = new Object();
Thread t1 = new Thread() {
public void run()
{
synchronized (object) {
System.out.println("T1 start!");
try {
object.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("T1 end!");
}
}
};
Thread t2 = new Thread() {
public void run()
{
synchronized (object) {
System.out.println("T2 start!");
object.notify();
System.out.println("T2 end!");
}
}
};
t1.start();
t2.start();
}
}
这第一个例子很简单,写了两个线程(分别是两个类,两个run方法)。
两个run方法之间没有关系,但是,他们都用了同一个object!
仔细看,T1里面主要写了个wait(),而T2里面主要写了个notify()。
我们看到执行结果有两种:
第一种:
T1 start!
T2 start!
T2 end!
T1 end!
流程可以这样解释:
T1启动,让出锁,让出CPU,T2获得CPU,启动,唤醒使用了object的休眠的线程,T1被唤醒后等待启动,T2继续执行,T2执行完,T1获得CPU后继续执行。
第二种:
T2 start!
T2 end!
T1 start!
流程可以这样解释:
T2启动,唤醒使用了object的休眠的线程,虽然此时object并没有线程休眠,T2继续执行,T2执行完,T1获得CPU,启动,让出CPU,因为没有其它线程将它notify,所以结果就是无休止地等下去。
值得一提的是,再强调一遍:
wait会让出CPU而notify不会,notify重在于通知使用object的对象“我用完了!”,wait重在通知其它同用一个object的线程“我暂时不用了”并且让出CPUT。
所以说,看上面的顺序,
T2 start!
T2 end!
是连续的,说明它并没有因调用了notify而暂停!
那么,如果两个线程都写wait没有线程写notify会有什么现象呢?试一下就知道了。
结果是,
T1 start!
T2 start!
然后就是一直等待!
道理很显然,T1先启动,然后wait了,T2获得了锁和CPU,在没有其它线程与它竞争的情况下,T2执行了,然后也wait了。
在这里,两个线程都在等待,没有其它线程将它们notify,所以结果就是无休止地等下去!
至少说明了一点,wait后如果没有其它线程将它notify,是绝不可能重新启动的。不可能因为目前没有线程占用CPU,某一个正在等待的线程就自动重启。
下面,我再把它改一下,写四个线程,分别是
T1 wait()
T2 notify()
T3 notify()
T4 wait()
package com.multithread.wait;
public class ThreadB {
public static void main(String[] args) {
final Object object = new Object();
Thread t1 = new Thread() {
public void run()
{
synchronized (object) {
System.out.println("T1 start!");
try {
object.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("T1 end!");
}
}
};
Thread t2 = new Thread() {
public void run()
{
synchronized (object) {
System.out.println("T2 start!");
object.notify();
System.out.println("T2 end!");
}
}
};
Thread t3 = new Thread() {
public void run()
{
synchronized (object) {
System.out.println("T3 start!");
object.notify();
System.out.println("T3 end!");
}
}
};
Thread t4 = new Thread() {
public void run()
{
synchronized (object) {
System.out.println("T4 start!");
try {
object.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("T4 end!");
}
}
};
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
首先,大家知道,线程启动的顺序,和代码的先后顺序,理论上是没有关系的!
比如我这儿写的是按T1-T2-T3-T4的先后顺序先后start(),但实际上谁先启动,是有一定几率的。
执行上面代码,有两种结果:
一种是刚好wait两次,notify两次,notify在wait之后执行,刚好执行完。
另一种是,也是刚好wait两次,notify两次,但是,notify在wait之前执行,于是,至少会有一个线程由于后面没有线程将它notify而无休止地等待下去!
我摘选了两种情况的输出结果,仅供参考:
1、可以执行结束的情况:
T1 start!
T2 start!
T2 end!
T1 end!
T4 start!
T3 start!
T3 end!
T4 end!
执行流程是:
T1启动,wait,T2获得锁和CPU,T2宣布锁用完了其它线程可以用了,然后继续执行,T2执行完,T1被刚才T2唤醒后,等待T2执行完后,抢到了CPU,T1执行,
T1执行完,T4获得CPU,启动,wait,T3获得了锁和CPU,执行,宣布锁用完了,其它线程可以用了,然后继续执行,T3执行完,已经被唤醒并且等待已久的T4
得到CPU,执行。
2、不能执行结束,有线程由于没有其它线程唤醒,一直在等待中:
T1 start!
T2 start!
T2 end!
T1 end!
T3 start!
T3 end!
T4 start!
执行流程:
T1启动,wait,让出CPU和锁,T2得以启动。T2启动,并唤醒一个线程,自己继续执行。被唤醒的线程,也就是T1等待启动机会。
T2执行完,T1抢到了CPU,执行,并结束。
这时,只剩下T3和T4,在此时,两个线程的机会均等。
但是,T3抢到了CPU,于是它执行了,而且唤醒了线程,虽然此时并没有线程休眠。说白了,它浪费了一次notify。T3顺利执行完。
这时,终于轮到了T4,它启动了,wait了,但是,后面已经没有线程了,它的wait永远不会有线程帮它notify了!
于是,它就这么等着!
请仔细看执行流程,看懂,再自己做一下试验。
仔看看,你会看到,凡是当前线程的run方法里面写了notify,有了start马上就会end,而如果是写的wait,有了start,下一个绝对不是输出这个线程的end。
所以说,T2和T3由于是写的notify,它们的start和end总是成对出现。而T1和T4由于是写的wait,它们start后,下一个绝不可能是它的end。
最后再提醒一下,我们的wait和notify是针对同一个object的,而非线程。我们这一篇都在讲对象锁,而不是线程。
顺便说一下,如果没有线程在wait,调用notify是不会有什么问题的,就像这样:
public class ThreadG {
public static void main(String[] args) {
final Object object = new Object();
Thread t1 = new Thread() {
public void run()
{
synchronized (object) {
System.out.println("T1 start!");
object.notify();
System.out.println("T1 end!");
}
}
};
t1.start();
}
输出如下:
T1 start!
T1 end!
下面举一个比较有趣的例子:
要求二个线程各自运行,中间不产生交互行为,等一个方法运行完了,在运行另外一个方法
package com.multithread.wait;
public class SweetheartsTest {
public static void main(String[] args) {
new SweetheartsTest().init();
}
private void init() {
final Sweethearts sweethearts = new Sweethearts();
// 这二个方法不会产生交互,各执行各的,中间不会被打断
//synchronized作用于方法上,相当于在对象上加了锁
new Thread(new java.lang.Runnable() {
public void run() {
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
sweethearts.boy(i);
}
}
}).start();
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
sweethearts.girl(i);
}
}
class Sweethearts {
synchronized void boy(int i) {
System.out.println("我好想见到一个女孩呀,怎么没有呢!,次数: " + i);
}
synchronized void girl(int i) {
System.out.println("怎么这条路上男孩子都没有一个呢!死哪了...,次数: " + i);
}
}
}
运行结果:
...
怎么这条路上男孩子都没有一个呢!死哪了...,次数: 46
怎么这条路上男孩子都没有一个呢!死哪了...,次数: 47
怎么这条路上男孩子都没有一个呢!死哪了...,次数: 48
怎么这条路上男孩子都没有一个呢!死哪了...,次数: 49
怎么这条路上男孩子都没有一个呢!死哪了...,次数: 50
我好想见到一个女孩呀,怎么没有呢!,次数: 1
我好想见到一个女孩呀,怎么没有呢!,次数: 2
我好想见到一个女孩呀,怎么没有呢!,次数: 3
我好想见到一个女孩呀,怎么没有呢!,次数: 4
...
它们之间没有交互的行为,就好像二个陌生人一样,各做各的,你们相识吧!
场景二 :要求二个线程之间相互交互
package com.multithread.wait;
public class SweetheartsTest2 {
public static void main(String[] args) {
new SweetheartsTest2().init();
}
private void init() {
final Sweethearts bb = new Sweethearts();
// 这个类的二个方法,相互交互,很好的运用了wait与notify
new Thread(new java.lang.Runnable() {
public void run() {
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
bb.boy(i);
}
}
}).start();
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
bb.girl(i);
}
}
class Sweethearts {
boolean tag = false;
synchronized void boy(int i) {
//判断是否被女孩唤醒
while (!tag) {
try {
//继续等待女孩发问
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//女孩问了,男孩回答
System.out.println("男孩说到:我叫刘风!");
//设置为等待女孩发问的标记
tag = false;
//唤醒女孩发问
notify();
}
synchronized void girl(int i) {
//判断是否被男孩唤醒
while (tag) {
try {
//等待男孩的回答
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//男孩回答完了,女孩又问他
System.out.print("女孩问到:Hello,小子叫什么名字呢!");
//设置为等待男孩回答的标记
tag = true;
//唤醒男孩回答问题
notify();
}
}
}
运行结果:
...
女孩问到:Hello,小子叫什么名字呢!男孩说到:我叫刘风!
女孩问到:Hello,小子叫什么名字呢!男孩说到:我叫刘风!
女孩问到:Hello,小子叫什么名字呢!男孩说到:我叫刘风!
女孩问到:Hello,小子叫什么名字呢!男孩说到:我叫刘风!
...