java wait notify

在JAVA中，是没有相似于PV操做、进程互斥等相关的方法的。JAVA的进程同步是经过synchronized()来实现的，须要说明的是，JAVA的synchronized()方法相似于操做系统概念中的互斥内存块，在JAVA中的Object类型中，都是带有一个内存锁的，在有线程获取该内存锁后，其它线程没法访问该内存，从而实现JAVA中简单的同步、互斥操做。明白这个原理，就能理解为何synchronized(this)与synchronized(static XXX)的区别了，synchronized就是针对内存区块申请内存锁，this关键字表明类的一个对象，因此其内存锁是针对相同对象的互斥操做，而static成员属于类专有，其内存空间为该类全部成员共有，这就致使synchronized()对static成员加锁，至关于对类加锁，也就是在该类的全部成员间实现互斥，在同一时间只有一个线程可访问该类的实例。若是只是简单的想要实如今JAVA中的线程互斥，明白这些基本就已经够了。但若是须要在线程间相互唤醒的话就须要借助Object.wait(), Object.nofity()了。

   Obj.wait()，与Obj.notify()必需要与synchronized(Obj)一块儿使用，也就是wait,与notify是针对已经获取了Obj锁进行操做，从语法角度来讲就是Obj.wait(),Obj.notify必须在synchronized(Obj){...}语句块内。从功能上来讲wait就是说线程在获取对象锁后，主动释放对象锁，同时本线程休眠。直到有其它线程调用对象的notify()唤醒该线程，才能继续获取对象锁，并继续执行。相应的notify()就是对对象锁的唤醒操做。但有一点须要注意的是notify()调用后，并非立刻就释放对象锁的，而是在相应的synchronized(){}语句块执行结束，自动释放锁后，JVM会在wait()对象锁的线程中随机选取一线程，赋予其对象锁，唤醒线程，继续执行。这样就提供了在线程间同步、唤醒的操做。Thread.sleep()与Object.wait()两者均可以暂停当前线程，释放CPU控制权，主要的区别在于Object.wait()在释放CPU同时，释放了对象锁的控制。

   单单在概念上理解清楚了还不够，须要在实际的例子中进行测试才能更好的理解。对Object.wait()，Object.notify()的应用最经典的例子，应该是三线程打印ABC的问题了吧，这是一道比较经典的面试题，题目要求以下：

创建三个线程，A线程打印10次A，B线程打印10次B,C线程打印10次C，要求线程同时运行，交替打印10次ABC。这个问题用Object的wait()，notify()就能够很方便的解决。代码以下：

publicclass MyThreadPrinter2 implements Runnable {

private String name;
private Object prev;
private Object self;

private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {
this.name = name;
this.prev = prev;
this.self = self;
    }

@Override
publicvoid run() {
int count = 10;
while (count > 0) {
synchronized (prev) {
synchronized (self) {
                    System.out.print(name);
                    count--;

                    self.notify();
                }
try {
                    prev.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }

publicstaticvoid main(String[] args) throws Exception {
        Object a = new Object();
        Object b = new Object();
        Object c = new Object();
        MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);
        MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);
        MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);


new Thread(pa).start();
new Thread(pb).start();
new Thread(pc).start();    }
}

    先来解释一下其总体思路，从大的方向上来说，该问题为三线程间的同步唤醒操做，主要的目的就是ThreadA->ThreadB->ThreadC->ThreadA循环执行三个线程。为了控制线程执行的顺序，那么就必需要肯定唤醒、等待的顺序，因此每个线程必须同时持有两个对象锁，才能继续执行。一个对象锁是prev，就是前一个线程所持有的对象锁。还有一个就是自身对象锁。主要的思想就是，为了控制执行的顺序，必需要先持有prev锁，也就前一个线程要释放自身对象锁，再去申请自身对象锁，二者兼备时打印，以后首先调用self.notify()释放自身对象锁，唤醒下一个等待线程，再调用prev.wait()释放prev对象锁，终止当前线程，等待循环结束后再次被唤醒。运行上述代码，能够发现三个线程循环打印ABC，共10次。程序运行的主要过程就是A线程最早运行，持有C,A对象锁，后释放A,C锁，唤醒B。线程B等待A锁，再申请B锁，后打印B，再释放B，A锁，唤醒C，线程C等待B锁，再申请C锁，后打印C，再释放C,B锁，唤醒A。看起来彷佛没什么问题，但若是你仔细想一下，就会发现有问题，就是初始条件，三个线程按照A,B,C的顺序来启动，按照前面的思考，A唤醒B，B唤醒C，C再唤醒A。可是这种假设依赖于JVM中线程调度、执行的顺序。具体来讲就是，在main主线程启动ThreadA后，须要在ThreadA执行完，在prev.wait()等待时，再切回线程启动ThreadB，ThreadB执行完，在prev.wait()等待时，再切回主线程，启动ThreadC，只有JVM按照这个线程运行顺序执行，才能保证输出的结果是正确的。而这依赖于JVM的具体实现。考虑一种状况，以下：若是主线程在启动A后，执行A，过程当中又切回主线程，启动了ThreadB,ThreadC，以后，因为A线程还没有释放self.notify，也就是B须要在synchronized(prev)处等待，而这时C却调用synchronized(prev)获取了对b的对象锁。这样，在A调用完后，同时ThreadB获取了prev也就是a的对象锁，ThreadC的执行条件就已经知足了，会打印C，以后释放c,及b的对象锁，这时ThreadB具有了运行条件，会打印B，也就是循环变成了ACBACB了。这种状况，能够经过在run中主动释放CPU，来进行模拟。代码以下：

publicvoid run() {
int count = 10;
while (count > 0) {
synchronized (prev) {
synchronized (self) {
                System.out.print(name);
                count--;
try{
                Thread.sleep(1);
                }
catch (InterruptedException e){
                 e.printStackTrace();
                }

                self.notify();
            }
try {
                prev.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

   运行后的打印结果就变成了ACBACB了。为了不这种与JVM调度有关的不肯定性。须要让A,B,C三个线程以肯定的顺序启动，最终代码以下：

publicclass MyThreadPrinter2 implements Runnable {

private String name;
private Object prev;
private Object self;

private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {
this.name = name;
this.prev = prev;
this.self = self;
    }

@Override
publicvoid run() {
int count = 10;
while (count > 0) {
synchronized (prev) {
synchronized (self) {
                    System.out.print(name);
                    count--;
try{
                    Thread.sleep(1);
                    }
catch (InterruptedException e){
                     e.printStackTrace();
                    }

                    self.notify();
                }
try {
                    prev.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }

publicstaticvoid main(String[] args) throws Exception {
        Object a = new Object();
        Object b = new Object();
        Object c = new Object();
        MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);
        MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);
        MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);


new Thread(pa).start();
        Thread.sleep(10);
new Thread(pb).start();
        Thread.sleep(10);
new Thread(pc).start();
        Thread.sleep(10);
    }
}

      这样才能够完美的解决该问题。经过这个例子也是想说明一下，不少理论、概念如Obj.wait(),Obj.notify()等，理解起来，比较简单，可是在实际的应用当中，这里倒是每每出现问题的地方。须要更加深刻的理解。并在解决问题的过程当中不断加深对概念的掌握。