Java 同步方式 (2) —— wait和notify/notifyall
来源:互联网 发布:网络层的主要功能 编辑:程序博客网 时间:2024/05/20 14:17
Java 中除了关键字 synchronized 能够实现线程同步外,还可以使用 wait 和 notify/notify 实现同步。
wait 方法是使拥有当前对象(object)的线程(thread)放弃锁(release lock),进入睡眠状态
notify 通知该对象(object)因上面调用wait而等待的某一进程重新唤醒启动notifyAll 通知在对象(object)上因调用wait而等待的所有进程启动,这些进程根据优先级顺序执行
一个线程在其生命周期内总是处于某种状态:
- 创建: 当一个线程对象被声明并创建后,它处于“创建”状态;
- 就绪:线程对象调用 start() 方法后,将进入“就绪”状态,处于“就绪”状态的线程不是立即执行,而是进入就绪队列,等待CPU;
- 运行:当就绪队列中具有最高优先级的就绪线程被调度并获得CPU时,便进入“运行”状态,执行 run() 方法,run 方法中定义了线程的操作和功能;
- 非运行:处于“运行”状态的线程可能因为某些原因 (例如人为挂起)进入“非运行”状态,让出CPU并临时中止自己的执行;
- 停止:线程完成了它的全部工作或调用 stop() 方法强制中止线程,线程就进入“停止”状态。
wait 与 sleep 区别
wait
sleep
归属类
属于Object类(java.lang.Object)
属于Thread类(java.lang.Thread),静态方法
释放锁
释放了锁,其它线程同步块或方法
没有释放锁,不出让系统资源(如cpu)
中断唤醒
wait一般不会加时间限制,而是判断是否满足符合条件;
如果符合条件,则notify/notifyall唤醒
sleep(milliseconds)后自动唤醒,
如果时间不到可用interrupt()强制中断
适用范围
同步方法或同步块使用(synchronized)
任何地方都可使用(main、thread线程)
捕获异常
必须捕获异常(try/catch)
不需要捕获异常
wait - sleep 示例(区别)
- package com.homer.thread;
- public class waitsleep {
- public static void main(String[] args) {
- ThreadDemo th = new ThreadDemo();
- th.start();
- System.out.println("thread is starting...");
- synchronized (th) {
- try {
- System.out.println("Waiting for th to complete...");
- // th.wait(1000); // 等待1秒后,立刻执行
- th.wait(); // 线程等待,notify唤醒后执行
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- System.out.println("Total is : " + th.total); // 线程唤醒后,执行
- }
- }
- }
- class ThreadDemo extends Thread {
- int total;
- @Override
- public void run(){
- try {
- Thread.sleep(2000); // 睡眠2秒
- synchronized(this){
- System.out.println("Thread is running...");
- for(int i=0; i<10; i++) {
- total += i;
- System.out.println("i = " + i + "; total = " + total);
- if(i==5) {
- System.out.println("i = 5 sleep(3000)");
- Thread.sleep(3000); // i = 5时,睡眠3秒
- }
- }
- this.notify();
- }
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
package com.homer.thread;public class waitsleep {public static void main(String[] args) {ThreadDemo th = new ThreadDemo();th.start();System.out.println("thread is starting...");synchronized (th) {try {System.out.println("Waiting for th to complete...");//th.wait(1000);// 等待1秒后,立刻执行th.wait();// 线程等待,notify唤醒后执行} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println("Total is : " + th.total);// 线程唤醒后,执行}}}class ThreadDemo extends Thread {int total;@Overridepublic void run(){try {Thread.sleep(2000);// 睡眠2秒synchronized(this){System.out.println("Thread is running...");for(int i=0; i<10; i++) {total += i;System.out.println("i = " + i + "; total = " + total);if(i==5) {System.out.println("i = 5 sleep(3000)");Thread.sleep(3000);// i = 5时,睡眠3秒}}this.notify();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}运行结果:
thread is starting...
Waiting for th to complete...
Thread is running...
i = 0; total = 0
i = 1; total = 1
i = 2; total = 3
i = 3; total = 6
i = 4; total = 10
i = 5; total = 15
i = 5 sleep(3000)
i = 6; total = 21
i = 7; total = 28
i = 8; total = 36
i = 9; total = 45
Total is : 45
================================
wait - notify 示例(生产者 - 消费者)
- package com.homer.thread;
- public class waitnotify {
- public static void main(String[] args) {
- Q q = new Q();
- new Producer(q);
- new Consumer(q);
- }
- }
- class Producer implements Runnable {
- Q q = null;
- public Producer(Q q) {
- this.q = q;
- (new Thread(this, "Producer")).start();
- }
- @Override
- public void run() {
- int i = 0;
- while(i<5) {
- q.put(i++);
- }
- }
- }
- class Consumer implements Runnable {
- Q q = null;
- public Consumer(Q q) {
- this.q = q;
- (new Thread(this, "Consumer")).start();
- }
- @Override
- public void run() {
- while(q.get()<5){
- }
- }
- }
- class Q {
- int n;
- boolean valueSet = false;
- public synchronized int get() {
- if(!valueSet) { // if valueSet == false,wait else try to got value
- try {
- wait();
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- System.out.println("Get n : " + n);
- valueSet = false;
- notify();
- return n;
- }
- public synchronized void put(int n) {
- if(valueSet) { // if valueSet == true,already have value so wait fetch,else put
- try {
- wait();
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- this.n = n;
- System.out.println("Put n : " + n);
- valueSet = true;
- notify();
- }
- }
package com.homer.thread;public class waitnotify {public static void main(String[] args) {Q q = new Q();new Producer(q);new Consumer(q);}}class Producer implements Runnable {Q q = null;public Producer(Q q) {this.q = q;(new Thread(this, "Producer")).start();}@Overridepublic void run() {int i = 0;while(i<5) {q.put(i++);}}}class Consumer implements Runnable {Q q = null;public Consumer(Q q) {this.q = q;(new Thread(this, "Consumer")).start();}@Overridepublic void run() {while(q.get()<5){}}}class Q {int n;boolean valueSet = false;public synchronized int get() {if(!valueSet) {// if valueSet == false,wait else try to got valuetry {wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}} System.out.println("Get n : " + n);valueSet = false;notify();return n;}public synchronized void put(int n) {if(valueSet) {// if valueSet == true,already have value so wait fetch,else put try {wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}this.n = n;System.out.println("Put n : " + n);valueSet = true;notify();}}运行结果:
Put n : 0
Get n : 0
Put n : 1
Get n : 1
Put n : 2
Get n : 2
Put n : 3
Get n : 3
Put n : 4
Get n : 4
首先两个线程启动,他们的执行占用CPU多少随机,但是这里因为加了一个锁的Boolean型变量,而控制了put与set.
首先:创建了一个对象Q,创建了一个Producer,一个Consumer,这两个对象在构造方法中启动了线程.
第一步:
对于Producer来说,会首先去调用put方法,因为valueSet是默认值是false,所以在Q的put方法不执行wait 而是执行 this.n = n 赋值操作,执行完毕后设置为valueSet = true
对于Consumer来说,会首先去调用get方法,因为valueSet是默认值是false,所以该线程会执行wait(等待valueSet 赋值状态为true)
第二步:
对于Producer来说,因为valueSet已经变成true,所以会wat.
对于Consumer来说,因为valueSet已经变成true,所以会执行下面的code(get value),然后设置valueSet为false.
第三步:
Producer执行put方法,因为valueSet为false
Consumer等待(重复第一步)
依次类推,方法执行...
这里关键是加了一个共享的变量 valueSet 来判是该取值get,还是put值。当然有了wait跟notify才使它成为了可以实现的。
但是不管怎样,wait是使目前控制该对象(Q的对象q)的线程wait(等待),notify是使前面在该对象上面wait的方法继续执行.
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