Java并发(二十二)—-wait notify的正确姿势

Posted on by hackdl

开始之前先看看，sleep(long n) 和 wait(long n) 的区别：

1) sleep 是 Thread 的静态方法，而 wait 是 Object 的方法

2) sleep 不需要强制和 synchronized 配合使用，但 wait 需要和 synchronized 一起用

3) sleep 在睡眠的同时，不会释放对象锁的，但 wait 在等待的时候会释放对象锁

4) 它们状态 TIMED_WAITING

建议：锁对象加final修饰，这样锁对象不可变。

改进 1

static final Object room = new Object();
static boolean hasCigarette = false; // 是否有烟
static boolean hasTakeout = false;

思考下面的解决方案好不好，为什么？

new Thread(() -> {
  synchronized (room) {
    log.debug("有烟没？[{}]", hasCigarette);
    if (!hasCigarette) {
      log.debug("没烟，先歇会！");
      sleep(2);
     }
    log.debug("有烟没？[{}]", hasCigarette);
    if (hasCigarette) {
      log.debug("可以开始干活了");
     }
   }
}, "小南").start();
​
for (int i = 0; i  {
    synchronized (room) {
      log.debug("可以开始干活了");
     }
   }, "其它人").start();
}
​
sleep(1);
new Thread(() -> {
  // 这里能不能加 synchronized (room)？  不能，sleep不会释放对象锁 
  hasCigarette = true;
  log.debug("烟到了噢！");
}, "送烟的").start();

输出

20:49:49.883 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[false]
20:49:49.887 [小南] c.TestCorrectPosture - 没烟，先歇会！
20:49:50.882 [送烟的] c.TestCorrectPosture - 烟到了噢！
20:49:51.887 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[true]
20:49:51.887 [小南] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:49:51.8服务器托管网87 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:49:51.887 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:49:51.888 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:49:51.888 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:49:51.888 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了

  • 其它干活的线程，都要一直阻塞，效率太低

  • 小南线程必须睡足 2s 后才能醒来，就算烟提前送到，也无法立刻醒来

  • 加了 synchronized (room) 后，就好比小南在里面反锁了门睡觉，烟根本没法送进门，main 没加 synchronized 就好像 main 线程是翻窗户进来的

  • 解决方法，使用 wait – notify 机制

改进 2

思考下面的实现行吗，为什么？

new Thread(() -> {
  synchronized (room) {
    log.debug("有烟没？[{}]", hasCigarette);
    if (!hasCigarette) {
      log.debug("没烟，先歇会！");
      try {
        room.wait(2000);
       } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
       }
     }
    log.debug("有烟没？[{}]", hasCigarette);
    if (hasCigarette) {
      log.debug("可以开始干活了");
     }
   }
}, "小南").start();
​
for (int i = 0; i  {
    synchronized (room) {
      log.debug("可以开始干活了");
     }
   }, "其它人").start();
}
​
sleep(1);
new Thread(() -> {
  synchronized (room) {
    hasCigarette = true;
    log.debug("烟到了噢！");
    room.notify();
   }
}, "送烟的").start();

输出

20:51:42.489 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[false]
20:51:42.493 [小南] c.TestCorrectPosture - 没烟，先歇会！
20:51:42.493 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:51:42.493 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:51:42.494 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:51:42.494 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:51:42.494 [其它人] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:51:43.490 [送烟的] c.TestCorrectPosture - 烟到了噢！
20:51:43.490 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[true]
20:51:43.490 [小南] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了

  • 解决了其它干活的线程阻塞的问题

  • 但如果有其它线程也在等待条件呢？

改进 3

new Thread(() -> {
  synchronized (room) {
    log.debug("有烟没？[{}]", hasCigarette);
    if (!hasCigarette) {
      log.debug("没烟，先歇会！");
      try {
        room.wait();
       } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
       }
     }
    log.debug("有烟没？[{}]", hasCigarette);
    if (hasCigarette) {
      log.debug("可以开始干活了");
     } else {
      log.debug("没干成活...");
     }
   }
}, "小南").start();
​
new Thread(() -> {
  synchronized (room) {
    Thread thread = Thread.currentThread();
    log.debug("外卖送到没？[{}]", hasTakeout);
    if (!hasTakeout) {
      log.debug("没外卖，先歇会！");
      try {
        room.wait();
       } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
       }
     }
    log.debug("外卖送到没？[{}]", hasTakeout);
    if (hasTakeout) {
      log.debug("可以开始干活了");
     } else {
      log.debug("没干成活...");
     }
   }
}, "小女").start();
​
sleep(1);
new Thread(() -> {
  synchronized (room) {
    hasTakeout = true;
    log.debug("外卖到了噢！");
    room.notify();
   }
}, "送外卖的").start();

输出

20:53:12.173 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[false]
20:53:12.176 [小南] c.TestCorrectPosture - 没烟，先歇会！
20:53:12.176 [小女] c.TestCorrectPosture服务器托管网 - 外卖送到没？[false]
20:53:12.176 [小女] c.TestCorrectPosture - 没外卖，先歇会！
20:53:13.174 [送外卖的] c.TestCorrectPosture - 外卖到了噢！
20:53:13.174 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[false]
20:53:13.174 [小南] c.TestCorrectPosture - 没干成活...

  • notify 只能随机唤醒一个 WaitSet 中的线程，这时如果有其它线程也在等待，那么就可能唤醒不了正确的线程，称之为【虚假唤醒】

  • 解决方法，改为 notifyAll

改进 4

new Thread(() -> {
  synchronized (room) {
    hasTakeout = true;
    log.debug("外卖到了噢！");
    room.notifyAll();
   }
}, "送外卖的").start();

输出

20:55:23.978 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[false]
20:55:23.982 [小南] c.TestCorrectPosture - 没烟，先歇会！
20:55:23.982 [小女] c.TestCorrectPosture - 外卖送到没？[false]
20:55:23.982 [小女] c.TestCorrectPosture - 没外卖，先歇会！
20:55:24.979 [送外卖的] c.TestCorrectPosture - 外卖到了噢！
20:55:24.979 [小女] c.TestCorrectPosture - 外卖送到没？[true]
20:55:24.980 [小女] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:55:24.980 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[false]
20:55:24.980 [小南] c.TestCorrectPosture - 没干成活...

  • 用 notifyAll 仅解决某个线程的唤醒问题，但使用 if + wait 判断仅有一次机会，一旦条件不成立，就没有重新判断的机会了

  • 解决方法，用 while + wait，当条件不成立，再次 wait

改进 5

将 if 改为 while 

if (!hasCigarette) {
  log.debug("没烟，先歇会！");
  try {
    room.wait();
   } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
   }
}

改动后

while (!hasCigarette) {
  log.debug("没烟，先歇会！");
  try {
    room.wait();
   } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
   }
}

输出

20:58:34.322 [小南] c.TestCorrectPosture - 有烟没？[false]
20:58:34.326 [小南] c.TestCorrectPosture - 没烟，先歇会！
20:58:34.326 [小女] c.TestCorrectPosture - 外卖送到没？[false]
20:58:34.326 [小女] c.TestCorrectPosture - 没外卖，先歇会！
20:58:35.323 [送外卖的] c.TestCorrectPosture - 外卖到了噢！
20:58:35.324 [小女] c.TestCorrectPosture - 外卖送到没？[true]
20:58:35.324 [小女] c.TestCorrectPosture - 可以开始干活了
20:58:35.324 [小南] c.TestCorrectPosture - 没烟，先歇会！

while循环 + wait 防止虚假唤醒，并且一般使用notifyAll来进行唤醒

synchronized(lock) {
  while(条件不成立) {
    lock.wait();
   }
  // 干活
}
​
//另一个线程
synchronized(lock) {
  lock.notifyAll();
}

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