理解 wait()、notify() 和 notifyAll() 的精妙之处
2024-01-24 23:05:22
多线程同步的神奇三剑客：wait()、notify() 和 notifyAll()
导言
多线程编程中的同步至关重要，而 Java 提供了强大的 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法，可以轻松实现线程之间的通信和同步。掌握这些方法的工作原理，对于编写健壮、高效的并发应用程序至关重要。
wait()：让线程耐心等待
wait() 方法允许一个线程暂停其执行，等待另一个线程发出信号。这是一个阻塞方法，这意味着调用 wait() 的线程将释放锁并进入等待状态，直到另一个线程调用 notify() 或 notifyAll() 唤醒它。
就像一位彬彬有礼的绅士，wait() 会优雅地让出空间，让其他线程有机会表演。
用法示例：
public class ProducerConsumer {
private final Object lock = new Object();
private int buffer;
private boolean isEmpty = true;
public void produce() {
synchronized (lock) {
while (!isEmpty) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
buffer = 1;
isEmpty = false;
lock.notify();
}
}
public void consume() {
synchronized (lock) {
while (isEmpty) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
buffer = 0;
isEmpty = true;
lock.notify();
}
}
}
在这个生产者-消费者示例中，当生产者无法生产时，它会调用 wait() 等待消费者腾出空间。
notify()：唤醒一个等待的灵魂
notify() 方法唤醒一个处于等待状态的线程，让它恢复执行。如果有多个线程正在等待，notify() 仅唤醒其中一个线程。
就像一位舞台导演，notify() 会选中一个等待的线程，给予它表演的机会。
用法示例：
在 ProducerConsumer 示例中，当消费者消费了产品时，它会调用 notify() 唤醒一个等待的生产者线程，允许它继续生产。
notifyAll()：唤醒所有沉睡者
notifyAll() 方法唤醒所有处于等待状态的线程。它比 notify() 更强大，因为它确保所有等待的线程都被唤醒。
就像一个唤钟的钟声，notifyAll() 将所有沉睡的线程都唤醒，让它们重返行动。
用法示例：
如果 ProducerConsumer 示例中有多个生产者和消费者线程，使用 notifyAll() 会更有利，因为它确保所有等待的线程都能恢复执行。
wait()、notify() 和 notifyAll() 的协奏曲
这三个方法携手奏响多线程同步的交响乐。它们允许线程在需要时暂停和恢复执行，确保线程之间安全、有序的交互。
就像一支训练有素的乐队，这些方法协调合作，产生和谐而流畅的表演。
结论
掌握 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法的工作原理是多线程编程的基础。它们为线程之间的通信和同步提供了一种强大而灵活的机制，是创建健壮、高效的并发应用程序的关键。
常见问题解答
-
wait()、notify() 和 notifyAll() 之间有什么区别？
wait() 让一个线程等待，notify() 唤醒一个等待的线程，notifyAll() 唤醒所有等待的线程。 -
使用 wait()、notify() 和 notifyAll() 时有哪些注意事项？
线程必须先获取对象的锁才能调用这些方法，否则会抛出 IllegalMonitorStateException。 -
如何避免使用 wait()、notify() 和 notifyAll() 时出现死锁？
使用这些方法时必须小心，以避免线程永远等待而不会被唤醒的死锁情况。 -
在什么情况下应该使用 notify() 而在什么情况下应该使用 notifyAll()？
如果只有一个等待的线程，可以使用 notify()，如果有多个等待的线程，则应该使用 notifyAll()。 -
wait()、notify() 和 notifyAll() 的最佳实践是什么？
始终在获取锁后使用这些方法，并确保在适当的情况下使用 notify() 或 notifyAll()。
