关于多线程:工作三年小胖连-waitnotifynotifyAll-都不会用真的菜

前几篇温习了下线程的创立形式、线程的状态、Thread 的源码这几篇文章，这篇讲讲 Object 几个跟线程获取开释锁相干的办法：wait、notify、notifyAll。

因为 wait() 是 Object 类的 native 办法，在 idea 中，它长这样：

public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

看不了源码，那只能看源码的正文，正文太长，我摘取一些要害的点进去：

1、Causes the current thread to wait until either another thread 
invokes the notify() method or the notifyAll() method for this object, 
or a specified amount of time has elapsed.

The current thread must own this object's monitor.

2、In other words,waits should always occur in loops.like this one:
synchronized(obj) {while (condition does not hold)
        obj.wait(timeout);
    // Perform action appropriate to condition
}

3、@throws IllegalArgumentException
if the value of timeout isnegative.

@throws IllegalMonitorStateException
if the current thread is notthe owner of the object 's monitor.

@throws InterruptedException
if any thread interrupted the current thread before or while the current thread was waiting
for a notification.
The interrupted status of the current thread is cleared when this exception is thrown.

正文中提到几点：

wait 会让以后线程进入期待状态，除非其余线程调用了 notify 或者 notifyAll 办法唤醒它，又或者等待时间到。另外，以后线程必须持有对象监控器（也就是应用 synchronized 加锁）
必须把 wait 办法写在 synchronized 爱护的 while 代码块中，并始终判断执行条件是否满足，如果满足就往下继续执行，如果不满足就执行 wait 办法，而在执行 wait 办法之前，必须先持有对象的 monitor 锁，也就是通常所说的 synchronized 加锁。
超时工夫非法，抛 IllegalArgumentException 异样；不持有对象的 monitor 锁，抛 IllegalMonitorStateException 异样；在期待期间被其余线程中断，抛出 InterruptedException 异样。

逆向思考下，没有 synchronized 爱护的状况下，咱们应用会呈现啥问题？先试着来模仿一个简略的生产者消费者例子：

public class BlockingQueue {Queue<String> buffer = new LinkedList<String>();

    // 生产者，负责往队列放数据
    public void give(String data) {buffer.add(data);
        notify();}

    // 消费者，次要是取数据
    public String take() throws InterruptedException {while (buffer.isEmpty()) {wait();
        }
        return buffer.remove();}

}

首先 give () 往队列里放数据，放完当前执行 notify 办法来唤醒之前期待的线程；take () 查看整个 buffer 是否为空，如果为空就进入期待，如果不为空就取出一个数据。但在这里咱们并没有用 synchronized 润饰。假如咱们当初 只有一个生产者和一个消费者，那就有可能呈现以下状况：

此时，生产者无数据。消费者线程调用 take()，while 条件为 true。失常来说，这时应该去调用 wait() 期待，但此时消费者在调用 wait 之前，被被调度器暂停了，还没来得及调用 wait。
到生产者调用 give 办法，放入数据并视图唤醒消费者线程。可这个时候唤醒不起作用呀。消费者并没有在期待。
最初，消费者回去调用 wait 办法，就进入了有限期待中。

看明确了吗？第一步时，消费者判断了 while 条件，但真正执行 wait 办法时，生产者已放入数据，之前的 buffer.isEmpty 的后果曾经过期了，因为这里的“判断 – 执行”不是一个原子操作，它在两头被打断了，是线程不平安的。

正确的写法应该是这样子的：以下写法就确保永远 notify 办法不会在 buffer.isEmpty 和 wait 办法之间被调用，也就不会有线程平安问题。

public class BlockingQueue {Queue<String> buffer = new LinkedList<String>();

    // 生产者，负责往队列放数据
    public void give(String data) {synchronized(this) {buffer.add(data);
            notify();}
    }

    // 消费者，次要是取数据
    public String take() throws InterruptedException {synchronized(this) {while (buffer.isEmpty()) {wait();
            }
            return buffer.remove();}
    }

}

notify & notifyAll 都是 Object 的 native 办法，在 IDEA 中看不到它的源码，同样是只能看正文。

public final native void notify();

public final native void notifyAll();

正文中次要提到以下几点：

notify() 随机唤醒一个期待该对象锁的线程，即便是多个也随机唤醒其中一个（跟线程优先级无关）。
notifyAll() 告诉所有在期待该竞争资源的线程，谁抢到锁谁领有执行权（跟线程优先级无关）。
以后线程不持有对象的 monitor 锁，抛 IllegalMonitorStateException 异样。

两点起因：

Java 的每个对象都有一把称之为 monitor 监视器的锁，每个对象都能够上锁，所以在对象头中有一个用来保留锁信息的地位。这个锁是对象级别的，而不是线程级别的，每个对象都有锁，通过线程取得。如果线程须要期待某些锁那么调用对象中的 wait 办法就有意义了，它期待的就是这个对象的锁。如果 wait 办法定义在 Thread 类中，线程正在期待的是哪个锁就不显著了。简略来说，因为 wait & notify & notifyAll 是锁级别的操作，所以把他们定义在 Object 类中因为锁属于对象。
再者，如果把它们定义在 Thread 中，会带来很多问题。一个线程能够有多把锁，你调用 wait 或者 notify，我怎么晓得你要期待的是哪把锁？唤醒的哪个线程呢？

上次的文章咱们曾经看过了 sleep 的源码了，它们的相同点次要有：

它们都能够扭转线程状态，让其进入计时期待。
它们都能够响应 interrupt 中断，并抛出 InterruptedException 异样。

不同点：

wait 是 Object 类的办法，而 sleep 是 Thread 类的办法。
wait 办法必须在 synchronized 爱护的代码中应用，而 sleep 办法可在任意中央。
调用 sleep 办法不开释 monitor 锁，调用 wait 办法，会开释 monitor 锁。
sleep 工夫一到马上复原执行（因为没有开释锁）；wait 须要等中断，或者对应对象的 notify 或 notifyAll 才会复原，抢到锁才会执行（唤醒多个的状况）。

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关于多线程:工作三年小胖连-waitnotifynotifyAll-都不会用真的菜

wait 办法源码解析

为什么 wait 必须在 synchronized 爱护的同步代码中应用？

notify & notifyAll

为啥 wait & notify & notifyAll 定义在 Object 中，而 sleep 定义在 Thread 中？

wait 和 sleep 的异同

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