Java多线线程-----等待唤醒机制(wait notify)

Java多线程中的等待唤醒机制（wait/notify）

概述

在Java多线程编程中，线程间的协作是至关重要的。为了实现线程间的有序执行和高效通信，Java提供了wait()、notify()和notifyAll()这三个方法，它们共同构成了线程的等待唤醒机制。

核心概念

• 同步块（synchronized块）： 这些方法必须在同步块中使用。同步块保证了同一时刻只有一个线程可以访问共享资源，从而避免了线程安全问题。
• 等待队列： 当一个线程调用wait()方法时，它会释放当前持有的锁，并进入到该对象的等待队列中，直到被其他线程唤醒。
• 唤醒： notify()方法会随机唤醒一个等待队列中的线程，notifyAll()方法会唤醒所有等待队列中的线程。

wait()方法

• 作用： 使当前线程进入等待状态，并释放锁。
• 条件： 必须在同步块中调用，且当前线程必须拥有该对象的锁。
• 效果： 线程进入等待状态，直到被其他线程调用notify()或notifyAll()方法唤醒。

notify()方法

• 作用： 唤醒等待在该对象上的一个线程。
• 条件： 必须在同步块中调用，且当前线程必须拥有该对象的锁。
• 效果： 随机唤醒一个等待队列中的线程，被唤醒的线程会重新竞争锁。

notifyAll()方法

• 作用： 唤醒等待在该对象上的所有线程。
• 条件： 必须在同步块中调用，且当前线程必须拥有该对象的锁。
• 效果： 所有等待队列中的线程都会被唤醒，它们会重新竞争锁。

示例：生产者消费者问题

public class ProducerConsumer {

    private Object lock = new Object();

    private boolean hasProduct = false;



    public void produce() {

        synchronized (lock) {

            while (hasProduct) {

                try {

                    lock.wait();

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

            // 生产产品

            hasProduct = true;

            lock.notifyAll();

        }

    }



    public void consume() {

        synchronized (lock) {

            while (!hasProduct) {

                try {

                    lock.wait();

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

            // 消费产品

            hasProduct = false;

            lock.notifyAll();

        }

    }

}

注意点

• wait(), notify() 和 notifyAll() 必须在同步块中使用。
• wait() 会释放锁，notify() 和 notifyAll() 不会释放锁。
• notify() 唤醒的是等待队列中的一个随机线程，不一定是最先等待的线程。
• 在调用wait()之前，通常需要判断某个条件是否满足，以避免虚假唤醒。
• 为了避免死锁，通常需要多个线程之间相互配合，协调工作。

总结

• wait()、notify()和notifyAll()是Java多线程编程中实现线程间协作的重要方法。
• 它们通常用于生产者消费者问题、线程间的同步等场景。
• 正确使用这些方法可以有效地提高多线程程序的性能和可靠性。

常见问题

• 为什么wait()必须在同步块中调用？ 因为wait()会释放锁，如果不在同步块中调用，可能会导致线程安全问题。
• notify()和notifyAll()有什么区别？ notify()随机唤醒一个线程，notifyAll()唤醒所有等待线程。
• 如何避免虚假唤醒？ 在调用wait()之前，通常需要在循环中判断条件是否满足，以避免虚假唤醒。

希望这个回答能帮助你更好地理解Java多线程中的等待唤醒机制。

如果你还有其他问题，欢迎随时提问。

想了解更多关于wait/notify的哪些方面呢？ 比如：

• 等待唤醒机制的底层实现原理
• 其他线程同步方式（例如CountDownLatch、Semaphore）与wait/notify的区别
• 等待唤醒机制在实际项目中的应用案例

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