多线程中的"断点"续传《notify()和wait()》

目前在做一个项目，关于软件管理与下载的，估计项目提交日期定在6月9号。项目做了有20天了，但是在一个功能上卡住了。在这个项目中有一个功能————APK的下载需要实现。相信大家都玩过很多关于下载APK的软件，在这个下载功能上，应该能够清楚的知道有：断点续传；也就是当你点击下载之后的下载过程中，可以点击暂停来临时控制此时要不要继续下载。当点击继续下载的时候，这个软件会接着暂停之前的进度继续下载。

由于第一次接触这种功能的实现，在网络上搜索到的都是使用Sqlite来记录下载的进度，然后通过sqlite所记录的下载进度控制。读了三天时间，没有什么进展。别人写的代码充斥着各种的嵌套、包装，看得我晕头转向。最后决定，还是靠自己写吧。

最后突然想到我可以使用：wait 和 notify(notifyall)   来控制。然后，思路瞬间清晰了很多。当然，这个东西我不常用，不是很熟。不过没关系，有网络嘛，自学一下就OK了

首先介绍一下wait 和 notify(notifyall)的规范说明及使用方法：

wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法，可以用来控制线程的状态。这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法，随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。

1.如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去，然后处于等待状态。

2.如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。

3.如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。

其中wait方法有三个重载的方法：<wait 方法通过参数可以指定等待的时长。如果没有指定参数，默认一直等待直到被通知。>

  wait()、wait(long)、wait(long,int)

以下是一个演示代码，以最简洁的方式说明复杂的问题：

NotifyThread是用来模拟3秒钟后通知其他等待状态的线程的线程类；

WaitThread是用来模拟等待的线程类；

等待的中间对象是flag，一个String对象；

main方法中同时启动一个Notify线程和三个wait线程；

public class NotifyTest {private  String flag = "true";class NotifyThread extends Thread{public NotifyThread(String name) {super(name);}public void run() {try {sleep(3000);//推迟3秒钟通知} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}flag = "false";flag.notify();}};class WaitThread extends Thread {public WaitThread(String name) {super(name);}public void run() {while (flag!="false") {System.out.println(getName() + " begin waiting!");long waitTime = System.currentTimeMillis();try {flag.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;System.out.println("wait time :"+waitTime);}System.out.println(getName() + " end waiting!");}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {System.out.println("Main Thread Run!");NotifyTest test = new NotifyTest();NotifyThread notifyThread =test.new NotifyThread("notify01");WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");notifyThread.start();waitThread01.start();waitThread02.start();waitThread03.start();}}

如果你拿这段程序去运行下的话， 会发现根本运行不了，它会报下面的错误：

java.lang.IllegalMonitorStateException:object not locked by thread before notify()

首先，这儿要非常注意的几个事实是：

1. 任何一个时刻，对象的控制权（monitor）只能被一个线程拥有。
2. 无论是执行对象的wait、notify还是notifyAll方法，必须保证当前运行的线程取得了该对象的控制权（monitor）
3. 如果在没有控制权的线程里执行对象的以上三种方法，就会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常。
4. JVM基于多线程，默认情况下不能保证运行时线程的时序性

基于以上几点事实，我们需要确保让线程拥有对象的控制权。也就是说在waitThread中执行wait方法时，要保证waitThread对flag有控制权；在notifyThread中执行notify方法时，要保证notifyThread对flag有控制权。

线程取得控制权的方法有三：

1. 执行对象的某个同步实例方法。
2. 执行对象对应类的同步静态方法。
3. 执行对该对象加同步锁的同步块。

我们用第三种方法来做说明：将以上notify和wait方法包在同步块中

synchronized (flag) {flag = "false";flag.notify();}

synchronized (flag) {while (flag!="false") {System.out.println(getName() + " begin waiting!");long waitTime = System.currentTimeMillis();try {flag.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;System.out.println("wait time :"+waitTime);}System.out.println(getName() + " end waiting!");}

问题解决了吗？当然没有。

好像运行还是报错java.lang.IllegalMonitorStateException。怎么办？

这时的异常是由于在针对flag对象同步块中，更改了flag对象的状态所导致的。如下：

flag = "false";    flag != "false";    flag.notify();

对在同步块中对flag进行了赋值操作，使得flag引用的对象改变，这时候再调用notify方法时，因为没有控制权所以抛出异常。

我们可以改进一下，将flag改成一个数组，然后更改它的属性不会影响到flag的引用。

我们这里改成数组来试试，也可以达到同样的效果：

private   String flag[] = {"true"};

synchronized (flag) {flag[0] = "false";flag.notify();}

synchronized (flag) {while (flag[0]!="false") {System.out.println(getName() + " begin waiting!");long waitTime = System.currentTimeMillis();try {flag.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}

这时候再运行，不再报异常，但是线程没有结束是吧，没错，还有线程堵塞，处于wait状态。

原因很简单，我们有三个wait线程，只有一个notify线程，notify线程运行notify方法的时候，是随机通知一个正在等待的线程，所以，现在应该还有两个线程在waiting。

我们只需要将NotifyThread线程类中的flag.notify()方法改成notifyAll()就可以了。notifyAll方法会通知所有正在等待对象控制权的线程。

最终完成版如下：

public class NotifyTest {private String flag[] = { "true" };class NotifyThread extends Thread {public NotifyThread(String name) {super(name);}public void run() {try {sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (flag) {flag[0] = "false";flag.notifyAll();}}};class WaitThread extends Thread {public WaitThread(String name) {super(name);}public void run() {synchronized (flag) {while (flag[0] != "false") {System.out.println(getName() + " begin waiting!");long waitTime = System.currentTimeMillis();try {flag.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;System.out.println("wait time :" + waitTime);}System.out.println(getName() + " end waiting!");}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {System.out.println("Main Thread Run!");NotifyTest test = new NotifyTest();NotifyThread notifyThread = test.new NotifyThread("notify01");WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");notifyThread.start();waitThread01.start();waitThread02.start();waitThread03.start();}}

其实通过上面的就能够学会怎么使用wait和notigy(notifyall)了，因为它的使用上就这么多。应用在断点续传上已经可以解决问题了。

最后的最后来看看我的部分代码通过notify()和wait()实现断点续传：

/** * DownloadTaskAsnc extends AsyncTask<String, Integer, LoadInfobean> * 该线程类是完成对  DownFileTask extends AsyncTask<String, Integer, String> 线程类的调用。 * 这个类在对下载调用之前判断，如果处于暂停状态则激活使其继续下载 */@Overrideprotected void onPostExecute(LoadInfobean loadInfobean) {// TODO Auto-generated method stubsuper.onPostExecute(loadInfobean);//if(DownFileTask.stateDownload==DownFileTask.DOWNLOADING) return ;//DownFileTask.stateDownload=DownFileTask.DOWNLOADING;                     /**                      *当下载文件的线程处于等待状态时，激活线程使其继续下载文件                      * 看看notify()的使用就会懂得怎么用了，呵呵...                      */                    synchronized (DownFileTask.DOWNLOAD_PAUSE) {      if(DownFileTask.stateDownload==DownFileTask.DOWNLOAD_PAUSE){DownFileTask.stateDownload=DownFileTask.DOWNLOADING;DownFileTask.DOWNLOAD_PAUSE.notifyAll();return;}}downFileTask.execute(url);showProgress(loadInfobean,vi);}

/** * DownFileTask extends AsyncTask<String, Integer, String> *  * 定义了属性： public static final String DOWNLOAD_INIT = "1",DOWNLOADING = * "2",DOWNLOAD_PAUSE = "3"; public static String stateDownload = * DOWNLOAD_INIT; *  */@SuppressWarnings("resource")@Overrideprotected String doInBackground(String... params) {url = params[0];if (!checkWorkNet(context)) {Toast.makeText(context, "无网络连接", Toast.LENGTH_SHORT).show();return "无网络联接";}if (!TextUtils.isEmpty(url)) {URLConnection connection = null;InputStream inputStream = null;RandomAccessFile randomAccessFile = null;try {URL myUrl = new URL(url);connection = myUrl.openConnection();connection.setConnectTimeout(5 * 1000);// 设置范围，格式为Range：bytes x-y;int startPos = downloadBeans.get(0).getStartPos();int endPos = downloadBeans.get(0).getEndPos();connection.setRequestProperty("Range", "bytes="+ (startPos + completeSize) + "-" + endPos);connection.connect();inputStream = connection.getInputStream();fileSize = connection.getContentLength();Log.d("vv", "downfiletask中的filezise==" + fileSize);if (fileSize <= 0)return "文件为空";else {downloadFileBean.setFileName(fileName);downloadFileBean.setFileSize(fileSize);downloadFileBean.setDownLoadAddress(url);downloadFileBean.setDownloadState("下载");randomAccessFile = new RandomAccessFile(localfilePath, "rw");randomAccessFile.seek(startPos + completeSize);// 存储文件缓存byte buf[] = new byte[2 * 1024];int length = 0;while ((length = inputStream.read(buf)) != -1) {// if (isDown) {// outputStream.write(buf, 0, length);randomAccessFile.write(buf, 0, length);completeSize += length;// 实时更新数据库下载信息DataDbHelper.getInstance(context).updataInfos(threadId,completeSize, url);Log.d("vv", "读写数据while (completeSize)==" + completeSize);// 原稿的进度保存downloadFileBean.setDownloadSize(completeSize);fileMap.put(fileName, downloadFileBean);                          //通过wait()使下载文件的线程处于等待的状态                              synchronized (DOWNLOAD_PAUSE) {if (stateDownload == DOWNLOAD_PAUSE) { DOWNLOAD_PAUSE.wait();}}}}} catch (Exception e) {Log.d("vv", "randomAccessFile.seek downloadtask 中出错了=="+ completeSize);return "出错了";} finally {try {if (inputStream != null || randomAccessFile != null) {randomAccessFile.close();inputStream.close();}} catch (Exception e2) {}}}return "下载完成";}