Java---18---多线程：等待唤醒机制

标签：java   多线程   同步   安全   synchronized   

class Res {
	String name;
	String sex;
}

class Input implements Runnable {
	private Res r;

	public Input(Res r) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.r = r;
	}

	public void run() {
		int x = 0;
		while (true) {
			synchronized (r) {
				if (x == 0) {
					r.name = "mike";
					r.sex = "man";
				} else {
					r.name = "丽丽";
					r.sex = "女女女";
				}
				x = ++x % 2;
			}
		}
	}
}

class Output implements Runnable {
	private Res r;
	Object obj = new Object();

	Output(Res r) {
		this.r = r;
	}

	public void run() {
		while (true) {
			synchronized (r) {
				System.out.println(r.name + "----" + r.sex);
			}
		}
	}
}

public class Communicate {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Res r = new Res();
		Input in = new Input(r);
		Output out = new Output(r);

		Thread t1 = new Thread(in);
		Thread t2 = new Thread(out);

		t1.start();
		t2.start();

	}
}

这是上一篇文章多线程之间的通信的一个例子，但是这个例子的带引结果却是这样的：

丽丽----女女女

丽丽----女女女

丽丽----女女女

丽丽----女女女

丽丽----女女女

丽丽----女女女

丽丽----女女女

mike----man

mike----man

mike----man

mike----man

是这样的情况。先说说这种情况是怎么发生的：

这个例子中有两个线程，分别实现输入和输出的功能。某一时刻输入的线程得到了cpu执行权的时候，它会不停的输入，不停的更新Res中的内容，同样的，当输出的线程得到执行权的时候便会不停的打印当前Res的内容，所以便出现了这种情况。

现在我们想让他们交替的打印，也就是说是这样的：

丽丽----女女女

mike----man

丽丽----女女女

mike----man

丽丽----女女女

mike----man

这就用到了多线程的等待唤醒机制，所谓的等待唤醒机制其实就是wait()方法和notify() 方法，使当前线程等待从而放弃执行资格和唤醒线程。

-------------------------API-----------------------------------

wait

public final void wait(long timeout)                throws InterruptedException

在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前，导致当前线程等待。 

当前线程必须拥有此对象监视器。 

此方法导致当前线程（称之为 T）将其自身放置在对象的等待集中，然后放弃此对象上的所有同步要求。出于线程调度目的，在发生以下四种情况之一前，线程 T 被禁用，且处于休眠状态： 

· 其他某个线程调用此对象的 notify 方法，并且线程 T 碰巧被任选为被唤醒的线程。 

· 其他某个线程调用此对象的 notifyAll 方法。 

· 其他某个线程中断线程 T。 

· 大约已经到达指定的实际时间。但是，如果 timeout 为零，则不考虑实际时间，在获得通知前该线程将一直等待。 

然后，从对象的等待集中删除线程 T，并重新进行线程调度。然后，该线程以常规方式与其他线程竞争，以获得在该对象上同步的权利；一旦获得对该对象的控制权，该对象上的所有其同步声明都将被恢复到以前的状态，这就是调用 wait 方法时的情况。然后，线程 T 从 wait 方法的调用中返回。所以，从 wait 方法返回时，该对象和线程 T 的同步状态与调用 wait 方法时的情况完全相同。 

在没有被通知、中断或超时的情况下，线程还可以唤醒一个所谓的虚假唤醒 (spurious wakeup)。虽然这种情况在实践中很少发生，但是应用程序必须通过以下方式防止其发生，即对应该导致该线程被提醒的条件进行测试，如果不满足该条件，则继续等待。换句话说，等待应总是发生在循环中，如下面的示例： 

synchronized (obj) {while (<condition does not hold>)obj.wait(timeout);... // Perform action appropriate to condition     } 

（有关这一主题的更多信息，请参阅 Doug Lea 撰写的 Concurrent Programming in Java (Second Edition) (Addison-Wesley, 2000) 中的第 3.2.3 节或 Joshua Bloch 撰写的 Effective Java Programming Language Guide (Addison-Wesley, 2001) 中的第 50 项。 

如果当前线程在等待之前或在等待时被任何线程中断，则会抛出 InterruptedException。在按上述形式恢复此对象的锁定状态时才会抛出此异常。 

注意，由于 wait 方法将当前线程放入了对象的等待集中，所以它只能解除此对象的锁定；可以同步当前线程的任何其他对象在线程等待时仍处于锁定状态。 

此方法只应由作为此对象监视器的所有者的线程来调用。有关线程能够成为监视器所有者的方法的描述，请参阅 notify 方法。 

参数： 

timeout - 要等待的最长时间（以毫秒为单位）。 

抛出： 

IllegalArgumentException - 如果超时值为负。 

IllegalMonitorStateException - 如果当前线程不是此对象监视器的所有者。 

InterruptedException - 如果在当前线程等待通知之前或者正在等待通知时，任何线程中断了当前线程。在抛出此异常时，当前线程的中断状态 被清除。

notify

public final void notify()

唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。如果所有线程都在此对象上等待，则会选择唤醒其中一个线程。选择是任意性的，并在对实现做出决定时发生。线程通过调用其中一个 wait 方法，在对象的监视器上等待。 

直到当前线程放弃此对象上的锁定，才能继续执行被唤醒的线程。被唤醒的线程将以常规方式与在该对象上主动同步的其他所有线程进行竞争；例如，唤醒的线程在作为锁定此对象的下一个线程方面没有可靠的特权或劣势。 

此方法只应由作为此对象监视器的所有者的线程来调用。通过以下三种方法之一，线程可以成为此对象监视器的所有者： 

· 通过执行此对象的同步实例方法。 

· 通过执行在此对象上进行同步的 synchronized 语句的正文。 

· 对于 Class 类型的对象，可以通过执行该类的同步静态方法。 

一次只能有一个线程拥有对象的监视器。 

抛出： 

IllegalMonitorStateException - 如果当前线程不是此对象监视器的所

------------------------------------------------------------------------

notifyAll() 唤醒所有线程。

class Res {
	String name;
	String sex;
	boolean flag = false;
}

class Input implements Runnable {
	private Res r;

	public Input(Res r) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.r = r;
	}

	public void run() {
		int x = 0;
		while (true) {
			synchronized (r) {
				if (r.flag == true)
					try {
						r.wait();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				if (x == 0) {
					r.name = "mike";
					r.sex = "man";
				} else {
					r.name = "丽丽";
					r.sex = "女女女";
				}
				x = ++x % 2;
				r.flag = true;
				r.notify();
			}
		}
	}
}

class Output implements Runnable {
	private Res r;

	Output(Res r) {
		this.r = r;
	}

	public void run() {
		while (true) {
			synchronized (r) {
				if (r.flag == false)
					try {
						r.wait();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				System.out.println(r.name + "----" + r.sex);
				r.flag = false;
				r.notify();

			}
		}
	}
}

public class Communicate {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Res r = new Res();
		Input in = new Input(r);
		Output out = new Output(r);

		Thread t1 = new Thread(in);
		Thread t2 = new Thread(out);

		t1.start();
		t2.start();

	}
}

打印结果：

丽丽----女女女
mike----man
丽丽----女女女
mike----man
丽丽----女女女
mike----man

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