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本文出自【趙彥軍的博客】

文章目錄

• wait 和 notify 簡介
• 對象控制權（monitor）
• 解題
• 發散：notify()和notifyAll()
• 擴展

最近看帖子，發現一道面試題：

啟動兩個線程, 一個輸出 1,3,5,7…99, 另一個輸出 2,4,6,8…100 最后 STDOUT 中按序輸出 1,2,3,4,5…100

題目要求用 Java 的 wait + notify 機制來實現，重點考察對于多線程可見性的理解。

wait 和 notify 簡介

wait 和 notify 均為 Object 的方法：

• Object.wait() —— 暫停一個線程
• Object.notify() —— 喚醒一個線程

從以上的定義中，我們可以了解到以下事實：

• 想要使用這兩個方法，我們需要先有一個對象 Object。
• 在多個線程之間，我們可以通過調用同一個對象的wait()和notify()來實現不同的線程間的可見。

對象控制權（monitor）

在使用 wait 和 notify 之前，我們需要先了解對象的控制權（monitor）。在 Java 中任何一個時刻，對象的控制權只能被一個線程擁有。如何理解控制權呢？請先看下面的簡單代碼：

public class Util {public void run(){Object ob = new Object();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {ob.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}).start();} }

直接執行，我們將會得到以下異常：

E/AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: Thread-3Process: com.example.myapplication, PID: 12211java.lang.IllegalMonitorStateException: object not locked by thread before wait()at java.lang.Object.wait(Native Method)at java.lang.Object.wait(Object.java:442)at java.lang.Object.wait(Object.java:568)at com.example.myapplication.Util$1.run(Util.java:20)at java.lang.Thread.run(Thread.java:929)

出錯的代碼在：object.wait();。這里我們需要了解以下事實：

• 無論是執行對象的 wait、notify 還是 notifyAll 方法，必須保證當前運行的線程取得了該對象的控制權（monitor）
• 如果在沒有控制權的線程里執行對象的以上三種方法，就會報 java.lang.IllegalMonitorStateException 異常。
• JVM 基于多線程，默認情況下不能保證運行時線程的時序性

在上面的示例代碼中，我們 new 了一個 Thread，但是對象 object 的控制權仍在主線程里。所以會報 java.lang.IllegalMonitorStateException 。

我們可以通過同步鎖來獲得對象控制權，例如：synchronized 代碼塊。對以上的示例代碼做改造：

public class Util {public void run(){Object ob = new Object();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (ob){try {ob.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}).start();} }

再次執行，代碼不再報錯。

我們可以得到以下結論：

• 調用對象的wait()和notify()方法，需要先取得對象的控制權
• 可以使用synchronized (object)來取得對于 object 對象的控制權

解題

了解了對象控制權之后，我們就可以正常地使用 notify 和 wait 了，下面給出我的解題方法，供參考。

方法一：

public class Util {public void run(){Object ob = new Object();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (ob){try {for (int i = 0 ;i < 100; i=i+2){ob.notify();Log.d("num--", "" + i); //偶數ob.wait();}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}).start();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (ob){try {for (int i = 1 ;i < 100; i=i+2){ob.notify();Log.d("num------", "" + i); //奇數ob.wait();}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}).start();} }

方法二：

public class Util {public void run(){Object ob = new Object();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (ob){try {for (int i = 0 ;i < 100; i=i+2){Log.d("num--", "" + i); //偶數ob.notifyAll();ob.wait();}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}).start();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {synchronized (ob){try {for (int i = 1 ;i < 100; i=i+2){Log.d("num------", "" + i); //奇數ob.notifyAll();ob.wait();}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}).start();} }

發散：notify()和notifyAll()

這兩個方法均為 native 方法，在JDK 1.8 中的關于notify()的JavaDoc如下：

Wakes up a single thread that is waiting on this object’s monitor. If any threads are waiting on this object, one of them is chosen to be awakened.

譯為：

喚醒此 object 控制權下的一個處于 wait 狀態的線程。若有多個線程處于此 object 控制權下的 wait 狀態，只有一個會被喚醒。

也就是說，如果有多個線程在 wait 狀態，我們并不知道哪個線程會被喚醒。

在JDK 1.8 中的關于notifyAll()的JavaDoc如下：

Wakes up all threads that are waiting on this object’s monitor.

譯為：

喚醒所有處于此 object 控制權下的 wait 狀態的線程。

所以，我們需要根據實際的業務場景來考慮如何使用。

擴展

關于對象鎖，notify只是喚醒一個線程B，B這個線程要等到當前對象釋放synchronized的對象鎖才能執行，也就是A flag.wait()才能執行。再用高級點的說法，就是notify是等待池進入鎖池。

wait()方法 表示持有對象鎖的線程A準備釋放對象鎖權限，釋放CPU資源并進入等待。

Wait() 和notify() 方法只能從synchronized方法或塊中調用，需要在其他線程正在等待的對象上調用notify方法。

notifyAll 通知JVM喚醒所有競爭該對象鎖的線程，線程A synchronized 代碼作用域結束后，JVM通過算法將對象鎖權限指派給某個線程X，所有被喚醒的線程不再等待。線程X synchronized 代碼作用域結束后，之前所有被喚醒的線程都有可能獲得該對象鎖權限，這個由JVM算法決定。

通俗比喻：

有兩個人A和B都要和一個女孩G約會（A線程和B線程都調用synchronized約會方法，鎖對象G.class）。

A率先和G約會了（A線程進入synchronized方法），B只能等著。

A在約會途中被電話叫走，把G涼在那里（調用G.class.wait()）。

這時候B發現G沒人約會了，于是上場（B線程進入synchronized方法）。

等到B和G約會完成，B又打電話叫A回來繼續約會（B線程調用G.class.notify()方法），A才回來繼續約會直到完成。

notifyAll()就是不止A和B了，可能有更多的人要和G約會，等A走了之后某個人上場。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA多线程中wait()方法的详细分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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