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06-Java多线程(六)- 线程的交互

线程交互是比较复杂的问题,SCJP要求不很基础:给定一个场景,编写代码来恰当使用等待、通知和通知所有线程。

一、线程交互的基础知识

SCJP所要求的线程交互知识点需要从java.lang.Object的类的三个方法来学习:

void notify():唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
void notifyAll():唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
void wait():导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法。

当然,wait()还有另外两个重载方法:

void wait(long timeout):导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量。
void wait(long timeout, int nanos):导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者其他某个线程中断当前线程,或者已超过某个实际时间量。

以上这些方法是帮助线程传递线程关心的时间状态。

关于等待/通知,要记住的关键点是:必须从同步环境内调用wait()、notify()、notifyAll()方法。线程不能调用对象上等待或通知的方法,除非它拥有那个对象的锁。

wait()notify()notifyAll()都是Object的实例方法。与每个对象具有锁一样,每个对象可以有一个线程列表,他们等待来自该信号(通知)。线程通过执行对象上的wait()方法获得这个等待列表。

从那时候起,它不再执行任何其他指令,直到调用对象的notify()方法为止。如果多个线程在同一个对象上等待,则将只选择一个线程(不保证以何种顺序)继续执行。如果没有线程等待,则不采取任何特殊操作。

下面看个例子就明白了:


/** * 计算输出其他线程锁计算的数据 */ public class ThreadA { public static void main(String[] args) { ThreadB b = new ThreadB(); //启动计算线程 b.start(); //线程A拥有b对象上的锁。线程为了调用wait()或notify()方法,该线程必须是那个对象锁的拥有者 synchronized (b) { try { System.out.println("等待对象b完成计算。。。"); //当前线程A等待 b.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("b对象计算的总和是:" + b.total); } } }

/** * 计算1+2+3 ... +100的和 */ public class ThreadB extends Thread { int total; public void run() { synchronized (this) { for (int i = 0; i < 101; i++) { total += i; } //(完成计算了)唤醒在此对象监视器上等待的单个线程,在本例中线程A被唤醒 notify(); } } } 等待对象b完成计算。。。 b对象计算的总和是:5050 Process finished with exit code 0

千万注意:当在对象上调用wait()方法时,执行该代码的线程立即放弃它在对象上的锁。然而调用notify()时,并不意味着这时线程会放弃其锁。如果线程荣然在完成同步代码,则线程在移出之前不会放弃锁。因此,只要调用notify()并不意味着这时该锁变得可用。

二、多个线程在等待一个对象锁时候使用notifyAll()

在多数情况下,最好通知等待某个对象的所有线程。如果这样做,可以在对象上使用notifyAll()让所有在此对象上等待的线程冲出等待区,返回到可运行状态。

下面给个例子:


/** * 计算线程 */ public class Calculator extends Thread { int total; public void run() { synchronized (this) { for (int i = 0; i < 101; i++) { total += i; } } //通知所有在此对象上等待的线程 notifyAll(); } }

/** * 获取计算结果并输出 * * @author leizhimin 2008-9-20 11:15:22 */ public class ReaderResult extends Thread { Calculator c; public ReaderResult(Calculator c) { this.c = c; } public void run() { synchronized (c) { try { System.out.println(Thread.currentThread() + "等待计算结果。。。"); c.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread() + "计算结果为:" + c.total); } } public static void main(String[] args) { Calculator calculator = new Calculator(); //启动三个线程,分别获取计算结果 new ReaderResult(calculator).start(); new ReaderResult(calculator).start(); new ReaderResult(calculator).start(); //启动计算线程 calculator.start(); } } 运行结果: Thread[Thread-1,5,main]等待计算结果。。。 Thread[Thread-2,5,main]等待计算结果。。。 Thread[Thread-3,5,main]等待计算结果。。。 Exception in thread "Thread-0" java.lang.IllegalMonitorStateException: current thread not owner at java.lang.Object.notifyAll(Native Method) at threadtest.Calculator.run(Calculator.java:18) Thread[Thread-1,5,main]计算结果为:5050 Thread[Thread-2,5,main]计算结果为:5050 Thread[Thread-3,5,main]计算结果为:5050 Process finished with exit code 0

运行结果表明,程序中有异常,并且多次运行结果可能有多种输出结果。这就是说明,这个多线程的交互程序还存在问题。究竟是出了什么问题,需要深入的分析和思考,下面将做具体分析。

实际上,上面这个代码中,我们期望的是读取结果的线程在计算线程调用notifyAll()之前等待即可。 但是,如果计算线程先执行,并在读取结果线程等待之前调用了notify()方法,那么又会发生什么呢?

这种情况是可能发生的。因为无法保证线程的不同部分将按照什么顺序来执行。幸运的是当读取线程运行时,它只能马上进入等待状态—-它没有做任何事情来检查等待的事件是否已经发生。

—-因此,如果计算线程已经调用了notifyAll()方法,那么它就不会再次调用notifyAll(),—-并且等待的读取线程将永远保持等待。这当然是开发者所不愿意看到的问题。

因此,当等待的事件发生时,需要能够检查notifyAll()通知事件是否已经发生。

本文出自 “熔 岩” 博客,转载:[http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/99157](http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/99157 "http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/99157")

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    标题:06-Java多线程(六)- 线程的交互

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