Java 线程与并发研究系列四(多线程)

当使用多个线程来同时运行多个任务时，有时候需要对某项共享资源进行操作，怎样使得一个任务不会干涉另外一个任务呢？这时候就需要

使用锁来使得资源的访问变得互斥，也就是同时只能有一个任务对共享资源进程访问。

Java中能够通过Object的wait()和notify()方法来安全的访问共享资源。Java SE5的并发库还提供了await()和signal()方法的Condition对象来实

现资源的安全访问。

下面我们来了解一下一些常用的线程同步相关方法

notify()和notifyAll()的不同，notify()：在众多等待同一个锁的任务中，只有一个被唤醒，所以如果使用notify()时，就必须保证被唤醒的是恰当

的任务。notify一般用于具有唤醒同步块的对象。notifyAll()是唤醒所有正在等待同一个锁的任务。

wait()方法的作用是将调用该方法的线程挂起，和sleep()，yield()这些方法不同的是，在调用wait方法后，该对象上的锁会被释放掉，也就是

在此声明：我已经做完所有能做的事，因此我在这里等待，但是我希望其他的synchronized操作在条件适合的情况下能够执行。

wait，notify，notifyAll，这些方法的是基类Object的一部分，而不是属于Thread的一部分，我们可能会感到奇怪，为什么针对线程的功能却

作为基类的一部分来实现，这是因为这些操作的锁也是所有对象的一部分，所以你可以在任何的同步控制方法或者同步控制块中调用wait()

notify()，notifyAll()，如果在非同步控制方法中调用这些方法时，程序能够编译通过，但运行时会抛出IllegalMonitorStateException异常，也

就是在调用这些方法的任务在调用这些方法前必须拥有对象锁。

下面我们通过一个例子来熟悉这些方法的使用。

现在有一个场景是：一辆车，需要多次进行涂蜡和抛光，在涂蜡之前必须进行抛光，在抛光之前必须进行涂蜡，刚开始肯定是从涂蜡开始

然后进行抛光，然后再涂蜡，以此循环。下面给出这个场景的代码：

public class MyTest{

public static volatile boolean isStop = false;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Car car = new Car();
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
exec.submit(new Wax(car));
exec.submit(new Buff(car));
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
isStop = true;
exec.shutdownNow();
}

}

class Car{
private boolean waxOn= false;//涂蜡的标志位，ture表示正在涂蜡

/**
* 涂蜡*/
public synchronized void wax(){
waxOn = true;
notifyAll();
}

/**
* 抛光*/
public synchronized void buff(){
waxOn = false;
notifyAll();
}

/**
* 等待涂蜡*/
public synchronized void waitForWax()throws InterruptedException{
while(waxOn == false){
wait();
}
}
/**
* 等待抛光*/
public synchronized void waitForBuff()throws InterruptedException{
while(waxOn == true){
wait();
}
}
}

class Wax implements Runnable{
Car car;
public Wax(Car car){
this.car = car;
}
@Override
public void run() {
while(!MyTest.isStop){
try {
car.waitForBuff();

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);//涂蜡所需时间
System.out.println("正在涂蜡");
car.wax();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("涂蜡完毕");
}
}
System.out.println("结束涂蜡");
}
}
class Buff implements Runnable{
Car car;
public Buff(Car car){
this.car = car;
}

@Override
public void run() {
while(!MyTest.isStop){
try {
car.waitForWax();
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);//抛光所需时间
System.out.println("正在抛光");
car.buff();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("抛光完毕");
}
}
System.out.println("结束抛光");
}
}

上面的代码我们就实现了这个场景，最先开始提交涂蜡的任务，然后提交抛光的任务，确保任务是从涂蜡开始的。waxOn这个变量就是涂蜡

和抛光的标志为false时表示正在进行抛光，等待涂蜡，为true时表示正在进行涂蜡，等待抛光。涂蜡时，先调用waitForBuff()方法将抛光的线

程挂起，然后调用wax()方法进行涂蜡，在这个方法中将waxOn标志位设为true，涂蜡完毕后使用notifyAll()唤醒正在等待这辆车的抛光的任务。

在抛光时，先调用waitForWax()方法将涂蜡的线程挂起，然后调用buff()方法进行抛光，并将waxOn标志位设为false，抛光完毕后使用notifyAll()

方法唤醒正在等待这辆车的涂蜡任务。

让这个过程持续5秒，然后调用shutdownNow()，这个方法会调用由他控制的线程的interrupt()方法。至于为什么要使用一个while循环包围wait

方法，这是因为，可能由于其他原因，还有其他任务也在等待这辆车的同一个锁，而这个锁被唤醒时，可能会导致其他任务获取这个锁，从而

导致这个任务继续被挂起。