java并发编程（十五）--线程间通信中notifyAll造成的早期通知问题

    如果线程在等待时接到通知，但线程等待的条件还不满足，此时，线程接到的就是早期通知，如果条件满足的时间很短，但很快又改变了，而变得不再满足，这时也将发生早期通知。这种现象听起来很奇怪，下面通过一个示例程序来说明问题。

    很简单，两个线程等待删除List中的元素，同时另外一个线程正要向其中添加项目。代码如下：

import java.util.*;

public class EarlyNotify extends Object {
private List list;

public EarlyNotify() {
list = Collections.synchronizedList(new LinkedList());
}

public String removeItem() throws InterruptedException {
print("in removeItem() - entering");

synchronized ( list ) {
if ( list.isEmpty() ) { //这里用if语句会发生危险
print("in removeItem() - about to wait()");
list.wait();
print("in removeItem() - done with wait()");
}

//删除元素
String item = (String) list.remove(0);

print("in removeItem() - leaving");
return item;
}
}

public void addItem(String item) {
print("in addItem() - entering");
synchronized ( list ) {
//添加元素
list.add(item);
print("in addItem() - just added: '" + item + "'");

//添加后，通知所有线程
list.notifyAll();
print("in addItem() - just notified");
}
print("in addItem() - leaving");
}

private static void print(String msg) {
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name + ": " + msg);
}

public static void main(String[] args) {
final EarlyNotify en = new EarlyNotify();

Runnable runA = new Runnable() {
public void run() {
try {
String item = en.removeItem();
print("in run() - returned: '" +
item + "'");
} catch ( InterruptedException ix ) {
print("interrupted!");
} catch ( Exception x ) {
print("threw an Exception!!!\n" + x);
}
}
};

Runnable runB = new Runnable() {
public void run() {
en.addItem("Hello!");
}
};

try {
//启动第一个删除元素的线程
Thread threadA1 = new Thread(runA, "threadA1");
threadA1.start();

Thread.sleep(500);

//启动第二个删除元素的线程
Thread threadA2 = new Thread(runA, "threadA2");
threadA2.start();

Thread.sleep(500);
//启动增加元素的线程
Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");
threadB.start();

Thread.sleep(10000); // wait 10 seconds

threadA1.interrupt();
threadA2.interrupt();
} catch ( InterruptedException x ) {}
}
}


    执行结果如下：



    

     分析：首先启动threadA1，threadA1在removeItem（）中调用wait（），从而释放list上的对象锁。再过500ms，启动threadA2，threadA2调用removeItem（），获取list上的对象锁，也发现列表为空，从而在wait（）方法处阻塞，释放list上的对象锁。再过500ms后，启动threadB，并调用addItem，获得list上的对象锁，并在list中添加一个元素，同时用notifyAll通知所有线程。

    threadA1和threadA2都从wait（）返回，等待获取list对象上的对象锁，并试图从列表中删除添加的元素，这就会产生麻烦，只有其中一个操作能成功。假设threadA1获取了list上的对象锁，并删除元素成功，在退出synchronized代码块时，它便会释放list上的对象锁，此时threadA2便会获取list上的对象锁，会继续删除list中的元素，但是list已经为空了，这便会抛出IndexOutOfBoundsException。

 

    要避免以上问题只需将wait外围的if语句改为while循环即可，这样当list为空时，线程便会继续等待，而不会继续去执行删除list中元素的代码。

    修改后的执行结果如下：



 

     总结：在使用线程的等待/通知机制时，一般都要在while循环中调用wait（）方法，满足条件时，才让while循环退出，这样一般也要配合使用一个boolean变量（或其他能判断真假的条件，如本文中的list.isEmpty()），满足while循环的条件时，进入while循环，执行wait（）方法，不满足while循环的条件时，跳出循环，执行后面的代码。