Java多线程学习之wait、notify/notifyAll 详解

一、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，没法被重写。

二、wait()使当前线程阻塞，前提是 必须先得到锁，通常配合synchronized 关键字使用，即，通常在synchronized 同步代码块里使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。

三、 因为 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行，说明当前线程必定是获取了锁的。

当线程执行wait()方法时候，会释放当前的锁，而后让出CPU，进入等待状态。

只有当 notify/notifyAll() 被执行时候，才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程，而后继续往下执行，直到执行完synchronized 代码块的代码或是中途遇到wait() ，再次释放锁。

也就是说，notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程，而不会当即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行状况。因此在编程中，尽可能在使用了notify/notifyAll() 后当即退出临界区，以唤醒其余线程让其得到锁

四、wait() 须要被try catch包围，以便发生异常中断也可使wait等待的线程唤醒。

五、notify 和wait 的顺序不能错，若是A线程先执行notify方法，B线程在执行wait方法，那么B线程是没法被唤醒的。

六、notify 和 notifyAll的区别

notify方法只唤醒一个等待（对象的）线程并使该线程开始执行。因此若是有多个线程等待一个对象，这个方法只会唤醒其中一个线程，选择哪一个线程取决于操做系统对多线程管理的实现。notifyAll 会唤醒全部等待(对象的)线程，尽管哪个线程将会第一个处理取决于操做系统的实现。若是当前状况下有多个线程须要被唤醒，推荐使用notifyAll 方法。好比在生产者-消费者里面的使用，每次都须要唤醒全部的消费者或是生产者，以判断程序是否能够继续往下执行。

七、在多线程中要测试某个条件的变化，使用if 仍是while？

　　要注意，notify唤醒沉睡的线程后，线程会接着上次的执行继续往下执行。因此在进行条件判断时候，能够先把 wait 语句忽略不计来进行考虑；显然，要确保程序必定要执行，而且要保证程序直到知足必定的条件再执行，要使用while进行等待，直到知足条件才继续往下执行。以下代码：

 1 public class K {  2     //状态锁
 3     private Object lock;  4     //条件变量
 5     private int now,need;  6     public void produce(int num){  7         //同步
 8         synchronized (lock){  9            //当前有的不知足须要，进行等待，直到知足条件
10             while(now < need){ 11                 try { 12                     //等待阻塞
13  lock.wait(); 14                 } catch (InterruptedException e) { 15  e.printStackTrace(); 16  } 17                 System.out.println("我被唤醒了！"); 18  } 19            // 作其余的事情
20  } 21  } 22 } 23             

显然，只有当前值知足须要值的时候，线程才能够往下执行，因此，必须使用while 循环阻塞。注意，wait() 当被唤醒时候，只是让while循环继续往下走.若是此处用if的话，意味着if继续往下走，会跳出if语句块。

八、实现生产者和消费者问题

　　什么是生产者-消费者问题呢？

　　如上图，假设有一个公共的容量有限的池子，有两种人，一种是生产者，另外一种是消费者。须要知足以下条件：

　　　　一、生产者产生资源往池子里添加，前提是池子没有满，若是池子满了，则生产者暂停生产，直到本身的生成能放下池子。

　　　　二、消费者消耗池子里的资源，前提是池子的资源不为空，不然消费者暂停消耗，进入等待直到池子里有资源数知足本身的需求。

　　- 仓库类

 1 import java.util.LinkedList;  2 
 3 /**
 4  * 生产者和消费者的问题  5  * wait、notify/notifyAll() 实现  6  */
 7 public class Storage1 implements AbstractStorage {  8     //仓库最大容量
 9     private final int MAX_SIZE = 100; 10     //仓库存储的载体
11     private LinkedList list = new LinkedList(); 12 
13     //生产产品
14     public void produce(int num){ 15         //同步
16         synchronized (list){ 17             //仓库剩余的容量不足以存放即将要生产的数量，暂停生产
18             while(list.size()+num > MAX_SIZE){ 19                 System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
20                         + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!"); 21 
22                 try { 23                     //条件不知足，生产阻塞
24  list.wait(); 25                 } catch (InterruptedException e) { 26  e.printStackTrace(); 27  } 28  } 29 
30             for(int i=0;i<num;i++){ 31                 list.add(new Object()); 32  } 33 
34             System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size()); 35 
36  list.notifyAll(); 37  } 38  } 39 
40     //消费产品
41     public void consume(int num){ 42         synchronized (list){ 43 
44             //不知足消费条件
45             while(num > list.size()){ 46                 System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
47                         + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!"); 48 
49                 try { 50  list.wait(); 51                 } catch (InterruptedException e) { 52  e.printStackTrace(); 53  } 54  } 55 
56             //消费条件知足，开始消费
57             for(int i=0;i<num;i++){ 58  list.remove(); 59  } 60 
61             System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size()); 62 
63  list.notifyAll(); 64  } 65  } 66 }

　　- 抽象仓库类

1 public interface AbstractStorage { 2     void consume(int num); 3     void produce(int num); 4 }

　　- 生产者

 1 public class Producer extends Thread{  2     //每次生产的数量
 3     private int num ;  4 
 5     //所属的仓库
 6     public AbstractStorage abstractStorage;  7 
 8     public Producer(AbstractStorage abstractStorage){  9         this.abstractStorage = abstractStorage; 10  } 11 
12     public void setNum(int num){ 13         this.num = num; 14  } 15 
16     // 线程run函数
17  @Override 18     public void run() 19  { 20  produce(num); 21  } 22 
23     // 调用仓库Storage的生产函数
24     public void produce(int num) 25  { 26  abstractStorage.produce(num); 27  } 28 }

　　- 消费者

 1 public class Consumer extends Thread{  2     // 每次消费的产品数量
 3     private int num;  4 
 5     // 所在放置的仓库
 6     private AbstractStorage abstractStorage1;  7 
 8     // 构造函数，设置仓库
 9     public Consumer(AbstractStorage abstractStorage1) 10  { 11         this.abstractStorage1 = abstractStorage1; 12  } 13 
14     // 线程run函数
15     public void run() 16  { 17  consume(num); 18  } 19 
20     // 调用仓库Storage的生产函数
21     public void consume(int num) 22  { 23  abstractStorage1.consume(num); 24  } 25 
26     public void setNum(int num){ 27         this.num = num; 28  } 29 }

　　- 测试

 1 public class Test{  2     public static void main(String[] args) {  3         // 仓库对象
 4         AbstractStorage abstractStorage = new Storage1();  5 
 6         // 生产者对象
 7         Producer p1 = new Producer(abstractStorage);  8         Producer p2 = new Producer(abstractStorage);  9         Producer p3 = new Producer(abstractStorage); 10         Producer p4 = new Producer(abstractStorage); 11         Producer p5 = new Producer(abstractStorage); 12         Producer p6 = new Producer(abstractStorage); 13         Producer p7 = new Producer(abstractStorage); 14 
15         // 消费者对象
16         Consumer c1 = new Consumer(abstractStorage); 17         Consumer c2 = new Consumer(abstractStorage); 18         Consumer c3 = new Consumer(abstractStorage); 19 
20         // 设置生产者产品生产数量
21         p1.setNum(10); 22         p2.setNum(10); 23         p3.setNum(10); 24         p4.setNum(10); 25         p5.setNum(10); 26         p6.setNum(10); 27         p7.setNum(80); 28 
29         // 设置消费者产品消费数量
30         c1.setNum(50); 31         c2.setNum(20); 32         c3.setNum(30); 33 
34         // 线程开始执行
35  c1.start(); 36  c2.start(); 37  c3.start(); 38 
39  p1.start(); 40  p2.start(); 41  p3.start(); 42  p4.start(); 43  p5.start(); 44  p6.start(); 45  p7.start(); 46  } 47 }

　　- 输出

【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:20    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:30    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10 【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:20    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30 【要消费的产品数量】:50    【库存量】:30    暂时不能执行生产任务! 【已经消费产品数】:20    【现仓储量为】:10 【要消费的产品数量】:30    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:20 【要消费的产品数量】:50    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:30    【库存量】:20    暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:30 【已经消费产品数】:30    【现仓储量为】:0 【要消费的产品数量】:50    【库存量】:0    暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10    【现仓储量为】:10 【要消费的产品数量】:50    【库存量】:10    暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:80    【现仓储量为】:90 【已经消费产品数】:50    【现仓储量为】:40