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wait 和 notify

2023-09-21 20:21

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⏰一. wait 和 notify 的引入

由于线程之间是抢占式执行的, 因此线程之间执行的先后顺序难以预知. 但是实际开发中有时候我们希望合理的协调多个线程之间的执行先后顺序.

wait 和 notify 相比于 join 能更好的控制线程之间的执行顺序

wait (等待)：让当前线程进入等待状态
notify (通知/唤醒)：唤醒对应的 wait 线程。(从阻塞状态唤醒到就绪状态)

注意: wait, notify都是 Object 类的方法.

使用 o1.notify() 就可以唤醒调用 o1.wait 的线程！！
使用 o2.notify() 是不可以唤醒调用 o1.wait 的线程！

⏲二. wait()方法和notify()方法

对于 wait 来说，内部的执行过程还有点小麻烦

释放锁

wait 一上来就得释放锁，，得在调用 wait 之前，先拿到锁，wait 必须要放到 synchronized 中使用，synchronized 加锁的对象必须是和调用 wait 方法的对象是同一个对象，还得和调用 notify 的对象是同一个对象！！！

等待通知
当通知到达之后，就会被唤醒，并且尝试重新获取锁

wait 结束等待的条件:

其他线程调用该对象的 notify 方法.
wait 等待时间超时 (wait 方法提供一个带有 timeout 参数的版本, 来指定等待时间).
其他线程调用该等待线程的 interrupted 方法, 导致 wait 抛出 InterruptedException 异常

代码示例: 观察wait()方法使用

public class Demo17 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Object object = new Object();        synchronized (object) {            System.out.println("wait 之前");            object.wait();            System.out.println("wait 之后");        }    }}

在这里插入图片描述

notify 方法是唤醒等待的线程

方法notify()也要在同步方法或同步块中调用，该方法是用来通知那些可能等待该对象的对象锁的其它线程，对其发出通知notify，并使它们重新获取该对象的对象锁。
如果有多个线程等待，则有线程调度器随机挑选出一个呈 wait 状态的线程。(并没有 “先来后到”)
在notify()方法后，当前线程不会马上释放该对象锁，要等到执行notify()方法的线程将程序执行完，也就是退出同步代码块之后才会释放对象锁。

举例实现 wait 和 notify 的内部执行过程：创建两个线程一个线程调用 wait，一个线程调用 notify

public class Demo18 {//这个对象用来做锁对象public static Object locker = new Object();public static void main(String[] args) {    //用来取等待    Thread waitTask = new Thread(()->{        synchronized (locker) {            try {                System.out.println("wait 开始");                locker.wait();                System.out.println("wait 结束");            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    });    waitTask.start();    //创建一个用来通知 / 唤醒的线程    Thread notifyTask = new Thread(()->{       //让用户来控制，用户输入某个内容之后，再执行通知        Scanner scanner = new Scanner(System.in);        System.out.println("输入任意内容，开始通知：");        //next 会阻塞，直到用户真正输入内容以后        scanner.next();        synchronized (locker){            System.out.println("notify 开始");            locker.notify();            System.out.println("notify 结束");        }    });    notifyTask.start();}}

执行过程及结果：

在这里插入图片描述

线程 1 需要先计算一个结果，线程 2 来使用这个结果，线程 2 就可以 wait ，线程 1 计算完结果之后，notify ，唤醒线程 2。

wait 和 notify 机制，还能有效避免 "线程饿死"。(有些情况下，调度器可能分配不均匀，导致有些线程反复占用 CPU，有些线程始终捞不着 CPU)

例如：

多个线程抢占一个锁，一个线程 A 抢到了，其他线程排队等待，但是抢到锁的线程 A 却无法完成任务，占着锁不放，导致其他锁也不能干活儿，于是这个线程 A 决定释放锁出来，在外面等待，给其他的锁一些机会，由于线程之间在系统里的调度是随机的，可能下次又是线程 A 进来了，于是多次情况下都是线程 A 占用了 CPU，其他线程都碰不到，导致线程饿死，旱的旱死，涝的涝死。

因此使用 wait 和 notify 就可以解决上述问题，让后面的多个线程拿到锁之后判定当前任务是否可以执行，如果能就干活，不能就进行 wait ！wait 来等待合适的时候(条件满足)再继续执行 / 再参与竞争锁

拓展：