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Java多線程設計模式:了解wait/notify機制

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通常,多線程之間需要協調工作。例如,瀏覽器的一個顯示圖片的線程displayThread想要執行顯示圖片的任務,必須等待下載線程downloadThread將該圖片下載完畢。如果圖片還沒有下載完,displayThread可以暫停,當downloadThread完成了任務后,再通知displayThread“圖片準備完畢,可以顯示了”,這時,displayThread繼續執行。

  以上邏輯簡單的說就是:如果條件不滿足,則等待。當條件滿足時,等待該條件的線程將被喚醒。在Java中,這個機制的實現依賴于wait/notify。等待機制與鎖機制是密切關聯的。例如:

         synchronized(obj) { 
  while(!condition) {

  obj.wait();

  }

  obj.doSomething();

  }
 
  當線程A獲得了obj鎖后,發現條件condition不滿足,無法繼續下一處理,于是線程A就wait()。

  在另一線程B中,如果B更改了某些條件,使得線程A的condition條件滿足了,就可以喚醒線程A:

         synchronized(obj) { 
  condition = true;

  obj.notify();

  }
 
  需要注意的概念是:

  # 調用obj的wait(), notify()方法前,必須獲得obj鎖,也就是必須寫在synchronized(obj) {...} 代碼段內。

  # 調用obj.wait()后,線程A就釋放了obj的鎖,否則線程B無法獲得obj鎖,也就無法在synchronized(obj) {...} 代碼段內喚醒A。

  # 當obj.wait()方法返回后,線程A需要再次獲得obj鎖,才能繼續執行。

  # 如果A1,A2,A3都在obj.wait(),則B調用obj.notify()只能喚醒A1,A2,A3中的一個(具體哪一個由JVM決定)。

  # obj.notifyAll()則能全部喚醒A1,A2,A3,但是要繼續執行obj.wait()的下一條語句,必須獲得obj鎖,因此,A1,A2,A3只有一個有機會獲得鎖繼續執行,例如A1,其余的需要等待A1釋放obj鎖之后才能繼續執行。

  # 當B調用obj.notify/notifyAll的時候,B正持有obj鎖,因此,A1,A2,A3雖被喚醒,但是仍無法獲得obj鎖。直到B退出synchronized塊,釋放obj鎖后,A1,A2,A3中的一個才有機會獲得鎖繼續執行。

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