Thread_wait、notify、notifyAll的使用方法

文章出处 ：http://qify.iteye.com/blog/1679671

wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法，可以用来控制线程的状态。

这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。

•如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去，然后处于等待状态。

•如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。

•如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。

其中wait方法有三个over load方法：

wait()

wait(long)

wait(long,int)

wait方法通过参数可以指定等待的时长。如果没有指定参数，默认一直等待直到被通知。

以下是一个演示代码，以最简洁的方式说明复杂的问题，简要说明下：

1.NotifyThread是用来模拟3秒钟后通知其他等待状态的线程的线程类；

2.WaitThread是用来模拟等待的线程类；

3.等待的中间对象是flag，一个String对象；

main方法中同时启动一个Notify线程和三个wait线程；

 

Java代码  


public class NotifyTest {  

        private  String flag = "true";  

          

        class NotifyThread extends Thread{     

            public NotifyThread(String name) {     

                super(name);  

            }  

              

            public void run() {          

                try {  

                    sleep(3000);//推迟3秒钟通知     

                } catch (InterruptedException e) {     

                    e.printStackTrace();     

                }     

                  

                flag = "false";     

                flag.notify();     

            }     

        };     

  

        class WaitThread extends Thread {     

            public WaitThread(String name) {     

                super(name);     

            }     

  

            public void run() {     

                while (flag!="false") {     

                    System.out.println(getName() + " begin waiting!");     

                    long waitTime = System.currentTimeMillis();     

                      

                    try {     

                        flag.wait();     

                    } catch (InterruptedException e) {     

                        e.printStackTrace();     

                    }     

                      

                    waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;     

                    System.out.println("wait time :"+waitTime);     

                }     

                System.out.println(getName() + " end waiting!");     

            }     

        }     

  

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {     

            System.out.println("Main Thread Run!");     

            NotifyTest test = new NotifyTest();     

            NotifyThread notifyThread =test.new NotifyThread("notify01");     

            WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");     

            WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");     

            WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");     

            notifyThread.start();     

            waitThread01.start();     

            waitThread02.start();     

            waitThread03.start();     

        }     

}  

 

OK，如果你拿这段程序去运行下的话， 会发现根本运行不了，what happened？满屏的java.lang.IllegalMonitorStateException。

没错，这段程序有很多问题，我们一个个来看。首先，这儿要非常注意的几个事实是:

1.任何一个时刻，对象的控制权（monitor）只能被一个线程拥有。

2.无论是执行对象的wait、notify还是notifyAll方法，必须保证当前运行的线程取得了该对象的控制权（monitor）

3.如果在没有控制权的线程里执行对象的以上三种方法，就会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

4.JVM基于多线程，默认情况下不能保证运行时线程的时序性

基于以上几点事实，我们需要确保让线程拥有对象的控制权。也就是说在waitThread中执行wait方法时，要保证waitThread对flag有控制权；

在notifyThread中执行notify方法时，要保证notifyThread对flag有控制权。

线程取得控制权的方法有三：

1.执行对象的某个同步实例方法。

2.执行对象对应类的同步静态方法。

3.执行对该对象加同步锁的同步块。

我们用第三种方法来做说明：

将以上notify和wait方法包在同步块中

 

Java代码  


synchronized (flag) {     

    flag = "false";     

    flag.notify();     

}    

  

synchronized (flag) {     

    while (flag!="false") {     

        System.out.println(getName() + " begin waiting!");     

        long waitTime = System.currentTimeMillis();     

      

        try {     

            flag.wait();     

        } catch (InterruptedException e) {     

            e.printStackTrace();     

        }     

  

        waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;     

        System.out.println("wait time :"+waitTime);     

    }     

    System.out.println(getName() + " end waiting!");     

}    

 

我们向前进了一步。问题解决了吗？

好像运行还是报错java.lang.IllegalMonitorStateException。what happened？

这时的异常是由于在针对flag对象同步块中，更改了flag对象的状态所导致的。如下：

flag="false";

flag.notify();

 

对在同步块中对flag进行了赋值操作，使得flag引用的对象改变，这时候再调用notify方法时，因为没有控制权所以抛出异常。我们可以改进一下，将flag改成一个JavaBean，然后更改它的属性不会影响到flag的引用。我们这里改成数组来试试，也可以达到同样的效果：

 

Java代码  


private   String flag[] = {"true"};   

  

synchronized (flag) {     

    flag[0] = "false";     

    flag.notify();     

}  

  

synchronized (flag) {  

    flag[0] = "false";     

    flag.notify();     

}  

  

synchronized (flag) {   

    while (flag[0]!="false") {     

    System.out.println(getName() + " begin waiting!");     

    long waitTime = System.currentTimeMillis();     

  

    try {  

        flag.wait();     

    } catch (InterruptedException e) {     

        e.printStackTrace();     

    }  

}  

 

这时候再运行，不再报异常，但是线程没有结束是吧，没错，还有线程堵塞，处于wait状态。原因很简单，我们有三个wait线程，只有一个notify线程，notify线程运行notify方法的时候，是随机通知一个正在等待的线程，所以，现在应该还有两个线程在waiting。我们只需要将NotifyThread线程类中的flag.notify()方法改成notifyAll()就可以了。notifyAll方法会通知所有正在等待对象控制权的线程。 最终完成版如下：

 

Java代码  


public class NotifyTest {  

    private String flag[] = { "true" };  

  

    class NotifyThread extends Thread {  

        public NotifyThread(String name) {  

            super(name);  

        }  

  

        public void run() {  

            try {  

                sleep(3000);// 推迟3秒钟通知  

            } catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

  

            synchronized (flag) {  

                flag[0] = "false";  

                flag.notifyAll();  

            }  

        }  

    };  

  

    class WaitThread extends Thread {  

        public WaitThread(String name) {  

            super(name);  

        }  

  

        public void run() {  

            synchronized (flag) {  

                while (flag[0] != "false") {  

                    System.out.println(getName() + " begin waiting!");  

                    long waitTime = System.currentTimeMillis();  

  

                    try {  

                        flag.wait();  

                    } catch (InterruptedException e) {  

                        e.printStackTrace();  

                    }  

  

                    waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;  

                    System.out.println("wait time :" + waitTime);  

                }  

                System.out.println(getName() + " end waiting!");  

            }  

        }  

    }  

  

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  

        System.out.println("Main Thread Run!");  

        NotifyTest test = new NotifyTest();  

        NotifyThread notifyThread = test.new NotifyThread("notify01");  

        WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");  

        WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");  

        WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");  

        notifyThread.start();  

        waitThread01.start();  

        waitThread02.start();  

        waitThread03.start();  

    }  

}