前言:
等待/通知机制主要由Object类中的wait()、notify() 和 notifyAll()三个方法来实现,这三个方法均非Thread类中所声明的方法,而是Object类中声明的方法;原因是每个对象都拥有monitor(锁),所以让当前线程等待某个对象的锁,当然应该通过这个对象来操作,而不是用当前线程来操作
wait()——让当前线程释放对象锁并进入等待(阻塞)状态,在调用wait方法之前,线程必须获得该对象的对象级别锁,即只能在同步方法或同步块中调用wait方法。
notify()——唤醒一个正在等待相应对象锁的线程,使其进入就绪队列,以便在当前线程释放锁后竞争锁,进而得到CPU的执行,和wait方法一样,线程也必须获得该对象的对象级别锁,也只能在同步方法或同步块中调用。
notifyAll()——唤醒所有正在等待相应对象锁的所有线程,其它和notify一样。
一、举例说明
这里举一个生产面包和销售面包的例子,代码如下
1. 声明一个面包类
public class Bread {
public String name;
public int num;
Bread(String name, int num) {
System.out.println("面包名称:" + name + ", 初始化数量:" + num);
this.name = name;
this.num = num;
}
}
2. 声明一个生产面包的类,produce() 方法每次调用会生产一个面包,其调用受run()方法控制。
public class BreadProducer implements Runnable {
private final Bread bread;
private int maxNum;
BreadProducer(Bread bread, int maxNum) {
this.bread = bread;
this.maxNum = maxNum;
}
public void produce() {
bread.num = bread.num + 1;
System.out.println("面包生产1个,当前数量:" + bread.num);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void run() {
synchronized (bread) {
if (bread.num >= maxNum) {
System.out.println("面包生产数量达到巅峰,停止生产,等待卖出");
try {
System.out.println("***************");
bread.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
System.out.println("---------------");
produce();
bread.notifyAll(); // 调用生产方法以后会唤醒wait等待的线程
}
}
}
}
3. 声明一个售卖面包的类,sale() 方法每次调用会销售一个面包,其调用受run()控制
public class BreadSale implements Runnable {
private final Bread bread;
BreadSale(Bread bread) {
this.bread = bread;
}
private void sale() {
bread.num = bread.num - 1;
System.out.println("面包售卖一个,当前剩余:" + bread.num);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void run() {
synchronized (bread) {
if (bread.num <= 0) {
System.out.println("面包已卖完,等待生产");
try {
bread.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
sale();
bread.notifyAll(); // 调用销售方法以后会唤醒wait等待的线程
}
}
}
}
4. 写一个测试方法
package thread.wait;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Bread bread = new Bread("土司", 1);
BreadProducer breadProducer = new BreadProducer(bread, 2);
BreadSale breadSale = new BreadSale(bread);
Thread tp = new Thread(breadProducer);
Thread ts = new Thread(breadSale);
ts.start();
tp.start();
}
}
结果(两个线程启动顺序不同结果不同):
面包名称:土司, 初始化数量:1
面包售卖一个,当前剩余:0
---------------
面包生产1个,当前数量:1
根据上面的输出,可以判断:
1). 线程ts先启动执行,调用 BreadSale 中的run()方法,run()方法调用 sale() 方法,而后唤醒所有等待bread锁的进程(看结果唤醒的是 tp 进程),而后该线程逐步结束
2). 线程tp启动后调用 BreadProducer 中的run()方法,run()方法调用 produce() 方法,而后唤醒所有等待bread锁的进程(这时候tp已经结束,没有线程等待,所以直接结束了)
二、举例延申
考虑到上述是生产面包售卖面包是一个持续的变化过程(即通常描述的生产-消费模式),可以对两个多线程类稍加改造,加入while(true) 的循环,这样就能一直持续这种生产-销售过程。
public class BreadProducer implements Runnable {
private final Bread bread;
private int maxNum;
BreadProducer(Bread bread, int maxNum) {
this.bread = bread;
this.maxNum = maxNum;
}
public void produce() {
bread.num = bread.num + 1;
System.out.println("面包生产1个,当前数量:" + bread.num);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void run() {
synchronized (bread) {
while (true) {
if (bread.num >= maxNum) {
System.out.println("面包生产数量达到巅峰,停止生产,等待卖出");
try {
System.out.println("***************");
bread.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
System.out.println("---------------");
produce();
bread.notifyAll();
}
}
}
}
}
public class BreadSale implements Runnable {
private final Bread bread;
BreadSale(Bread bread) {
this.bread = bread;
}
private void sale() {
bread.num = bread.num - 1;
System.out.println("面包售卖一个,当前剩余:" + bread.num);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void run() {
synchronized (bread) {
while (true) {
if (bread.num <= 0) {
System.out.println("面包已卖完,等待生产");
try {
bread.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
sale();
bread.notifyAll();
}
}
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Bread bread = new Bread("土司", 3);
BreadProducer breadProducer = new BreadProducer(bread, 5);
BreadSale breadSale = new BreadSale(bread);
Thread tp = new Thread(breadProducer);
Thread ts = new Thread(breadSale);
ts.start();
tp.start();
}
}
启动 main() 函数以后,可以看到一个持续生产-售卖的过程,永不停息(注意:慎用死循环)
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