为什么Object.wait(),Object.notify(),Object.notifyAll()必须在同步块中执行呢?

背景介绍

代码示例

静态条件思路

PV操作思路

参考

背景介绍

在Java中，我们使用

wait()

和

nofify()

或

notifyAll()

来实现线程间通信。一个线程在测试条件不满足后进入等待状态。在经典的生产者-消费者问题中，生产者线程因缓存区满而等待，消费者线程在消费了缓存区的一个元素后通知生产者线程。

调用

notify()

和

notifyAll()

方法来通知一个或多个线程一个条件已经改变了。一旦通知线程退出同步方法或同步块，所有等待的线程会争抢它们等待对象上的对象锁。获取锁的线程会从等待状态返回并继续执行

代码示例

一般而言,使用Object的wait/notify进行现场通信代码如下图示,

wait()

和

notify()

都在同步块中执行.



若

wait()

和

notify()

不在同步块中执行,会出现什么情况呢?

/**
* @author pfjia
* @since 2018/3/6 15:40
*/
public class IllegalWaitDemo {
public static void main(String[] args) {
IllegalWaitDemo demo=new IllegalWaitDemo();
try {
demo.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

执行上述代码后,结果如下,抛出java.lang.IllegalMonitorStateException:

Exception in thread "main" java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.base/java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.base/java.lang.Object.wait(Object.java:516)
at pfjia.IllegalWaitDemo.main(IllegalWaitDemo.java:11)

但是为什么会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException呢?

静态条件思路

试想在不加锁时,一个如下的操作顺序

生产者
while (!someCondition){ (1)
lock.wait(); (4)
}

消费者
satisfyCondition(); (2)
lock.notify(); (3)

由于

while(!someCondition){lock.wait()}

是一个先判断后执行的语句,因此一定存在

竞态条件

,当上述代码以标识的顺序执行时,由于在

!someCondition

为true后才执行

satisfyCondition()

满足该condition,因此将导致即使condition被满足了,

lock.wait()

还是会在

lock.notify()

之后执行,就相当于丢失了一次唤醒.如果只有一个消费者线程,则生产者将永远得不到唤醒.

PV操作思路

我是将

synchronized (lock){
while (!someCondition){ (1)
lock.wait(); (4)
}
}

看做P操作.

将

synchronized (lock){
satisfyCondition(); (2)
lock.notify(); (3)
}

看做V操作,而PV的资源含义则由

someCondition

和

satisfyCondition()

确定.

由于PV操作必须是原子操作,而若

wait()

和

notify()

不在同步块中,就无法保证

原子性

,所以

wait()

和

notify()

必须在同步块中执行.

参考

为什么wait和notify必须在同步方法或同步块中调用