• 多线程——线程间的同步通信


    1、概要

    • 线程间的相互作用:线程之间需要一些协调通信,来共同完成一件任务。
    • 线程间的协调通信主要通过wait方法和notify方法来完成。
    • 因为wait和notify方法定义在Object类中,因此会被所有的类所继承。
    • 这些方法都是final的,即它们都是不能被重写的,不能通过子类覆写去改变它们的行为。

    2、wait() 方法

          wait()方法使得当前线程必须要等待,等到另外一个线程调用notify()或者notifyAll()方法。

          当前的线程必须拥有当前对象的monitor,也即lock,就是锁。

    线程调用wait()方法,释放它对锁的拥有权,然后等待另外的线程来通知它(通知的方式是notify()或者notifyAll()方法),

    这样它才能重新获得锁的拥有权和恢复执行。

    要确保调用wait()方法的时候拥有锁,即,wait()方法的调用必须放在synchronized方法或synchronized块中。

           与sleep方法比较:

           当线程调用了wait()方法时,它会释放掉对象的锁。

    另一个会导致线程暂停的方法:Thread.sleep(),它会导致线程睡眠指定的毫秒数,但线程在睡眠的过程中是不会释放掉对象的锁的。

    3、notify()方法

          notify()方法会唤醒一个等待当前对象的锁的线程。

    如果多个线程在等待,它们中的一个将会选择被唤醒。这种选择是随意的,和具体实现有关。(线程等待一个对象的锁是由于调用了wait方法中的一个)。

          被唤醒的线程是不能被执行的,需要等到当前线程放弃这个对象的锁。

    被唤醒的线程将和其他线程以通常的方式进行竞争,来获得对象的锁。也就是说,被唤醒的线程并没有什么优先权,也没有什么劣势,对象的下一个线程还是需要通过一般性的竞争。

          notify()方法应该是被拥有对象的锁的线程所调用。

    (This method should only be called by a thread that is the owner of this object's monitor.)

    换句话说,和wait()方法一样,notify方法调用必须放在synchronized方法或synchronized块中。

          wait()和notify()方法要求在调用时线程已经获得了对象的锁,因此对这两个方法的调用需要放在synchronized方法或synchronized块中。

          一个线程变为一个对象的锁的拥有者是通过下列三种方法:

    1.执行这个对象的synchronized实例方法。

    2.执行这个对象的synchronized语句块。这个语句块锁的是这个对象。

    3.对于Class类的对象,执行那个类的synchronized、static方法。

    代码示例:

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    package com.model.elgin.thread;

    public class TestThread6 {
       
    public static void main(String[] args) {
            
           
    final NumberExecute ne=new NumberExecute();
           
    new Thread(new Runnable() {
                
                @Override
               
    public void run() {
                   
    int i=0;
                   
    while (true) {
                        ne.increase();
                        i++;
                       
    if(i>=100){
                           
    break;
                        }
                    }   
                }
            }).start();
            
           
    new Thread(new Runnable() {
                
                @Override
               
    public void run() {
                   
    int i=0;
                   
    while(true){
                        ne.decrease();
                        i++;
                       
    if(i>=100){
                           
    break;
                        }
                    }   
                }
            }).start();
        }
    }

    class NumberExecute{
        
       
    private int num;
        
       
    public synchronized void increase(){
           
    while(num!=0){
               
    try {
                   
    //如果num不为0,当前线程等待。
                    wait();
                }
    catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }       
            System.out.println(
    "increase:"+ num++);
           
    //唤醒在等待线程
            notify();
        } 
        
       
    public synchronized void decrease(){
           
    while(num==0){
               
    try {
                    wait();
                }
    catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(
    "decrease :"+ num--);
            notify();
        }   
    }

    运行结果:

    image

    小结:

    wait()和notify()方法要求在调用时线程已经获得了对象的锁,因此对这两个方法的调用需要放在synchronized方法或synchronized块中。synchronized保证了increase和decrease两个方法在同一时刻只能有一个在执行,那么num的值就是在判断该哪个方法执行。

    可能的执行过程:

    首先初始的时候num=0 ,假设第一个线程先执行,不满足条件num!=0,故执行num+1,这是num变为1,notify方法释放锁。

    再次2个线程重新开始执行,依旧假设第一个先执行,满足num!=0,故执行wait方法将此线程阻塞,之后第二个线程执行,此时num=1,不满足num==0,故执行num--,之后num变为0,并释放锁。以此反复执行。

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