Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
2017-09-05 00:00
731 查看
概要
本章,会对线程等待/唤醒方法进行介绍。涉及到的内容包括:1. wait(), notify(), notifyAll()等方法介绍
2. wait()和notify()
3. wait(long timeout)和notify()
4. wait() 和 notifyAll()
5. 为什么notify(), wait()等函数定义在Object中,而不是Thread中
转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3479224.html
wait(), notify(), notifyAll()等方法介绍
在Object.java中,定义了wait(), notify()和notifyAll()等接口。wait()的作用是让当前线程进入等待状态,同时,wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。而notify()和notifyAll()的作用,则是唤醒当前对象上的等待线程;notify()是唤醒单个线程,而notifyAll()是唤醒所有的线程。Object类中关于等待/唤醒的API详细信息如下:
notify() -- 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
notifyAll() -- 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
wait() -- 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout) -- 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout, int nanos) -- 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者其他某个线程中断当前线程,或者已超过某个实际时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
2. wait()和notify()示例
下面通过示例演示"wait()和notify()配合使用的情形"。// WaitTest.java的源码 class ThreadA extends Thread{ public ThreadA(String name) { super(name); } public void run() { synchronized (this) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call notify()"); // 唤醒当前的wait线程 notify(); } } } public class WaitTest { public static void main(String[] args) { ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); synchronized(t1) { try { // 启动“线程t1” System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start t1"); t1.start(); // 主线程等待t1通过notify()唤醒。 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wait()"); t1.wait(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" continue"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
获取对象的锁与 在对象上调用wait方法 应该是一个对象。
运行结果:
main start t1 main wait() t1 call notify() main continue
结果说明:
如下图,说明了“主线程”和“线程t1”的流程。
(01) 注意,图中"主线程" 代表“主线程main”。"线程t1" 代表WaitTest中启动的“线程t1”。 而“锁” 代表“t1这个对象的同步锁”。
(02) “主线程”通过 new ThreadA("t1") 新建“线程t1”。随后通过synchronized(t1)获取“t1对象的同步锁”。然后调用t1.start()启动“线程t1”。
(03) “主线程”执行t1.wait() 释放“t1对象的锁”并且进入“等待(阻塞)状态”。等待t1对象上的线程通过notify() 或 notifyAll()将其唤醒。
(04) “线程t1”运行之后,通过synchronized(this)获取“当前对象的锁”;接着调用notify()唤醒“当前对象上的等待线程”,也就是唤醒“主线程”。
(05) “线程t1”运行完毕之后,释放“当前对象的锁”。紧接着,“主线程”获取“t1对象的锁”,然后接着运行。
对于上面的代码?曾经有个朋友问到过:t1.wait()应该是让“线程t1”等待;但是,为什么却是让“主线程main”等待了呢?
在解答该问题前,我们先看看jdk文档中关于wait的一段介绍:
引起“当前线程”等待,直到另外一个线程调用notify()或notifyAll()唤醒该线程。换句话说,这个方法和wait(0)的效果一样!(补充,对于wait(long millis)方法,当millis为0时,表示无限等待,直到被notify()或notifyAll()唤醒)。
“当前线程”在调用wait()时,必须拥有该对象的同步锁。该线程调用wait()之后,当前线程会释放该锁;然后一直等待直到“其它线程”调用对象的同步锁的notify()或notifyAll()方法。然后,该线程继续等待直到它重新获取“该对象的同步锁”,然后就可以接着运行。
注意:jdk的解释中,说wait()的作用是让“当前线程”等待,而“当前线程”是指正在cpu上运行的线程!
这也意味着,虽然t1.wait()是通过“线程t1”调用的wait()方法,但是调用t1.wait()的地方是在“主线程main”中。而主线程必须是“当前线程”,也就是运行状态,才可以执行t1.wait()。所以,此时的“当前线程”是“主线程main”!因此,t1.wait()是让“主线程”等待,而不是“线程t1”!
3. wait(long timeout)和notify()
wait(long timeout)会让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。下面的示例就是演示wait(long timeout)在超时情况下,线程被唤醒的情况。
// WaitTimeoutTest.java的源码 class ThreadA extends Thread{ public ThreadA(String name) { super(name); } public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run "); // 死循环,不断运行。 while(true) ; } } public class WaitTimeoutTest { public static void main(String[] args) { ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); synchronized(t1) { try { // 启动“线程t1” System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start t1"); t1.start(); // 主线程等待t1通过notify()唤醒 或 notifyAll()唤醒,或超过3000ms延时;然后才被唤醒。 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " call wait "); t1.wait(3000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
运行结果:
main start t1 main call wait t1 run // 大约3秒之后...输出“main continue” main continue
结果说明:
如下图,说明了“主线程”和“线程t1”的流程。
(01) 注意,图中"主线程" 代表WaitTimeoutTest主线程(即,线程main)。"线程t1" 代表WaitTest中启动的线程t1。 而“锁” 代表“t1这个对象的同步锁”。
(02) 主线程main执行t1.start()启动“线程t1”。
(03) 主线程main执行t1.wait(3000),此时,主线程进入“阻塞状态”。需要“用于t1对象锁的线程通过notify() 或者 notifyAll()将其唤醒” 或者 “超时3000ms之后”,主线程main才进入到“就绪状态”,然后才可以运行。
(04) “线程t1”运行之后,进入了死循环,一直不断的运行。
(05) 超时3000ms之后,主线程main会进入到“就绪状态”,然后接着进入“运行状态”。
4. wait() 和 notifyAll()
通过前面的示例,我们知道 notify() 可以唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。下面,我们通过示例演示notifyAll()的用法;它的作用是唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
public class NotifyAllTest { private static Object obj = new Object(); public static void main(String[] args) { ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); ThreadA t2 = new ThreadA("t2"); ThreadA t3 = new ThreadA("t3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" sleep(3000)"); Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized(obj) { // 主线程等待唤醒。 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" notifyAll()"); obj.notifyAll(); } } static class ThreadA extends Thread{ public ThreadA(String name){ super(name); } public void run() { synchronized (obj) { try { // 打印输出结果 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wait"); // 唤醒当前的wait线程 obj.wait(); // 打印输出结果 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
运行结果:
t1 wait main sleep(3000) t3 wait t2 wait main notifyAll() t2 continue t3 continue t1 continue
结果说明:
参考下面的流程图。
(01) 主线程中新建并且启动了3个线程"t1", "t2"和"t3"。
(02) 主线程通过sleep(3000)休眠3秒。在主线程休眠3秒的过程中,我们假设"t1", "t2"和"t3"这3个线程都运行了。以"t1"为例,当它运行的时候,它会执行obj.wait()等待其它线程通过notify()或额nofityAll()来唤醒它;相同的道理,"t2"和"t3"也会等待其它线程通过nofity()或nofityAll()来唤醒它们。
(03) 主线程休眠3秒之后,接着运行。执行 obj.notifyAll() 唤醒obj上的等待线程,即唤醒"t1", "t2"和"t3"这3个线程。 紧接着,主线程的synchronized(obj)运行完毕之后,主线程释放“obj锁”。这样,"t1", "t2"和"t3"就可以获取“obj锁”而继续运行了!
5. 为什么notify(), wait()等函数定义在Object中,而不是Thread中
Object中的wait(), notify()等函数,和synchronized一样,会对“对象的同步锁”进行操作。wait()会使“当前线程”等待,因为线程进入等待状态,所以线程应该释放它锁持有的“同步锁”,否则其它线程获取不到该“同步锁”而无法运行!
OK,线程调用wait()之后,会释放它锁持有的“同步锁”;而且,根据前面的介绍,我们知道:等待线程可以被notify()或notifyAll()唤醒。现在,请思考一个问题:notify()是依据什么唤醒等待线程的?或者说,wait()等待线程和notify()之间是通过什么关联起来的?答案是:依据“对象的同步锁”。
负责唤醒等待线程的那个线程(我们称为“唤醒线程”),它只有在获取“该对象的同步锁”(这里的同步锁必须和等待线程的同步锁是同一个),并且调用notify()或notifyAll()方法之后,才能唤醒等待线程。虽然,等待线程被唤醒;但是,它不能立刻执行,因为唤醒线程还持有“该对象的同步锁”。必须等到唤醒线程释放了“对象的同步锁”之后,等待线程才能获取到“对象的同步锁”进而继续运行。
总之,notify(), wait()依赖于“同步锁”,而“同步锁”是对象锁持有,并且每个对象有且仅有一个!这就是为什么notify(), wait()等函数定义在Object类,而不是Thread类中的原因。
相关文章推荐
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒 (r)
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- 多线程“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程基础--05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--【基础篇05】- 线程等待与唤醒
- java 多线程系列基础篇(五)之线程等待与唤醒
- Java多线程--“基础篇”05之 线程等待与唤醒
- Java多线程系列--“基础篇”06之 线程让步
- Java多线程系列--“基础篇”06之 线程让步
- Java基础学习5_多线程(线程间通信--等待唤醒机制)
- Java多线程系列--“基础篇”06之 线程让步
- Java多线程系列--“基础篇”09之 interrupt()和线程终止方式