wait和notify和消費者生產者的示例分析

這期內容當中小編將會給大家帶來有關wait和notify和消費者生產者的示例分析，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

   首先，調用一個Object的wait與notify/notifyAll的時候，必須保證調用代碼對該Object是同步的，也就是說必須在作用等同于synchronized(obj){......}的內部才能夠去調用obj的wait與notify/notifyAll三個方法，否則就會報錯：
  java.lang.IllegalMonitorStateException:current thread not owner
  在調用wait的時候，線程自動釋放其占有的對象鎖，同時不會去申請對象鎖。當線程被喚醒的時候，它才再次獲得了去獲得對象鎖的權利。
  所以，notify與notifyAll沒有太多的區別，只是notify僅喚醒一個線程并允許它去獲得鎖，notifyAll是喚醒所有等待這個對象的線程并允許它們去獲得對象鎖，只要是在synchronied塊中的代碼，沒有對象鎖是寸步難行的。其實喚醒一個線程就是重新允許這個線程去獲得對象鎖并向下運行。

   notifyAll，雖然是對每個wait的對象都調用一次notify，但是這個還是有順序的，每個對象都保存這一個等待對象鏈，調用的順序就是這個鏈的順序。其實啟動等待對象鏈中各個線程的也是一個線程，在具體應用的時候，需要注意一下。

  wait(),notify(),notifyAll()不屬于Thread類,而是屬于Object基礎類,也就是說每個對像都有wait(),notify(),notifyAll()的功能。因為都個對像都有鎖,鎖是每個對像的基礎,當然操作鎖的方法也是最基礎了。

wait():

等待對象的同步鎖,需要獲得該對象的同步鎖才可以調用這個方法,否則編譯可以通過，但運行時會收到一個異常：IllegalMonitorStateException。

調用任意對象的 wait() 方法導致該線程阻塞，該線程不可繼續執行，并且該對象上的鎖被釋放。

notify():

喚醒在等待該對象同步鎖的線程(只喚醒一個,如果有多個在等待),注意的是在調用此方法的時候，并不能確切的喚醒某一個等待狀態的線程，而是由JVM確定喚醒哪個線程，而且不是按優先級。

調用任意對象的notify()方法則導致因調用該對象的 wait()方法而阻塞的線程中隨機選擇的一個解除阻塞（但要等到獲得鎖后才真正可執行）。

notifyAll():

喚醒所有等待的線程,注意喚醒的是notify之前wait的線程,對于notify之后的wait線程是沒有效果的。

通常，多線程之間需要協調工作：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。

談一下synchronized和wait()、notify()等的關系:

1.有synchronized的地方不一定有wait,notify

2.有wait,notify的地方必有synchronized.這是因為wait和notify不是屬于線程類，而是每一個對象都具有的方法，而且，這兩個方法都和對象鎖有關，有鎖的地方，必有synchronized。

另外，注意一點：如果要把notify和wait方法放在一起用的話，必須先調用notify后調用wait，因為如果調用完wait，該線程就已經不是currentthread了。

使用wait和notify實現生產者和消費者

1. 使用注意事項
永遠在synchronized的函數或對象里使用wait、notify和notifyAll，不然Java虛擬機會生成IllegalMonitorStateException。
永遠在while循環里而不是if語句下使用wait。這樣，循環會在線程睡眠前后都檢查wait的條件，并在條件實際上并未改變的情況下處理喚醒通知。
永遠在多線程間共享的對象上使用wait。
notify隨機通知一個阻塞在對象上的線程；notifyAll通知阻塞在對象上所有的線程。
2. 代碼示例
2.1 生產者
public class Producer implements Runnable{

    private Queue<Integer> queue;
    private int maxSize;

    public Producer(Queue<Integer> queue, int maxSize){
        this.queue = queue;
        this.maxSize = maxSize;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (queue){
                while (queue.size() == maxSize){
                    try{
                        System.out.println("Queue is Full");
                        queue.wait();
                    }catch (InterruptedException ie){
                        ie.printStackTrace();
                    }
                }
                Random random = new Random();
                int i = random.nextInt();
                System.out.println("Produce " + i);
                queue.add(i);
                queue.notifyAll();
            }
        }
    }
}

2.2 消費者
public class Consumer implements Runnable{

    private Queue<Integer> queue;
    private int maxSize;

    public Consumer(Queue<Integer> queue, int maxSize){
        this.queue = queue;
        this.maxSize = maxSize;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (queue){
                while (queue.isEmpty()){
                    System.out.println("Queue is Empty");
                    try{
                        queue.wait();
                    }catch (InterruptedException ie){
                        ie.printStackTrace();
                    }
                }
                int v = queue.remove();
                System.out.println("Consume " + v);
                queue.notifyAll();
            }
        }
    }
}
2.3 Main
public class Main {
    public static void main(String[] args){
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        int maxSize = 10;
        Producer p = new Producer(queue, maxSize);
        Consumer c = new Consumer(queue, maxSize);
        Thread pT = new Thread(p);
        Thread pC = new Thread(c);
        pT.start();
        pC.start();
    }
}
 

上述就是小編為大家分享的wait和notify和消費者生產者的示例分析了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。