wait原理

  • entry set ：入口集
  • wait set ：等待集
  1. 进入入口集，等待对象释放锁
  2. 对象锁持有者释放锁，当前线程获取锁
  3. 当前线程在syncronized中调用wait方法，释放monitor锁，进入等待集
  4. 其他线程调用notify或者notifyAll方法，使线程重新竞争monitor锁
  5. 线程重新获取锁
  6. 线程syncronized 方法或者代码块执行完毕，正常释放锁

常见问题

1、为什么 wait 必须在 synchronized 保护的同步代码中使用？

wait不加同步可能陷入永久等待或者死锁，同时wait 方法会释放 monitor 锁，这也要求我们必须首先进入到 synchronized 内持有这把锁。

2、为什么 wait/notify/notifyAll 被定义在 Object 类中，而 sleep 定义在 Thread 类中？

  1. 因为 Java 中每个对象都有一把称之为 monitor 监视器的锁，由于每个对象都可以上锁，这就要求在对象头中有一个用来保存锁信息的位置。这个锁是对象级别的，而非线程级别的，wait/notify/notifyAll 也都是锁级别的操作，它们的锁属于对象，所以把它们定义在 Object 类中是最合适，因为 Object 类是所有对象的父类。

  2. 因为如果把 wait/notify/notifyAll 方法定义在 Thread 类中，会带来很大的局限性，比如一个线程可能持有多把锁，以便实现相互配合的复杂逻辑，假设此时 wait 方法定义在 Thread 类中，如何实现让一个线程持有多把锁呢？又如何明确线程等待的是哪把锁呢？既然我们是让当前线程去等待某个对象的锁，自然应该通过操作对象来实现，而不是操作线程。

    3、wait/notify 和 sleep 方法的异同？

    相同点：

  3. 它们都可以让线程阻塞。

  4. 它们都可以响应 interrupt 中断：在等待的过程中如果收到中断信号，都可以进行响应，并抛出 InterruptedException 异常。

不同点：

  1. wait 方法必须在 synchronized 保护的代码中使用，而 sleep 方法并没有这个要求。
  2. 在同步代码中执行 sleep 方法时，并不会释放 monitor 锁，但执行 wait 方法时会主动释放 monitor 锁。
  3. sleep 方法中会要求必须定义一个时间，时间到期后会主动恢复，而对于没有参数的 wait 方法而言，意味着永久等待，直到被中断或被唤醒才能恢复，它并不会主动恢复。
  4. wait/notify 是 Object 类的方法，而 sleep 是 Thread 类的方法

生产者消费者模式

  1. package com.imooc.thread_demo.prodconsumermodel;
  3. import java.util.Date;
  4. import java.util.LinkedList;
  5. import java.util.stream.IntStream;
  7. /**
  8.  * @Author: zhangjx
  9.  * @Date: 2020/9/9 23:25
  10.  * @Description:
  11.  */
  12. public class ProducerConsumerModel {
  14.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  15.         StoargeQueue stoargeQueue = new StoargeQueue();
  16.         Producer producer = new Producer(stoargeQueue);
  17.         Consumer consumer = new Consumer(stoargeQueue);
  18.         new Thread(producer).start();
  19.         Thread.sleep(100);
  20.         new Thread(consumer).start();
  22.     }
  25.     static class Producer implements Runnable{
  26.         private StoargeQueue stoargeQueue;
  28.         Producer(StoargeQueue stoargeQueue){
  29.             this.stoargeQueue = stoargeQueue;
  30.         }
  32.         @Override
  33.         public void run() {
  34.             IntStream.range(0,20).forEach(e -> {
  35.                 stoargeQueue.put();
  36.                 //睡眠1ms 让消费者竞争minitor锁
  37.                 try {
  38.                     Thread.sleep(1);
  39.                 } catch (InterruptedException interruptedException) {
  40.                     interruptedException.printStackTrace();
  41.                 }
  42.             });
  43.             System.out.println("生产者退出");
  44.         }
  45.     }
  46.     static class Consumer implements Runnable{
  47.         private StoargeQueue stoargeQueue;
  48.         Consumer(StoargeQueue stoargeQueue){
  49.             this.stoargeQueue = stoargeQueue;
  50.         }
  52.         @Override
  53.         public void run() {
  54.             IntStream.range(0,20).forEach(e -> {
  55.                 stoargeQueue.get();
  56.                 try {
  57.                     Thread.sleep(1);
  58.                 } catch (InterruptedException interruptedException) {
  59.                     interruptedException.printStackTrace();
  60.                 }
  61.             });
  62.             System.out.println("消费者退出");
  63.         }
  64.     }
  66.     static class StoargeQueue {
  67.         private int maxSize = 3;
  68.         private LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
  70.         public StoargeQueue() {
  71.         }
  73.         public synchronized  void put(){
  74.             while(list.size() == maxSize){
  75.                 System.out.println("存储队列已满,生产者停止生产");
  76.                 try {
  77.                     wait();
  78.                 } catch (InterruptedException e) {
  79.                     e.printStackTrace();
  80.                 }
  81.                 System.out.println("生产者被唤醒，继续生产");
  82.             }
  83.             list.add(String.valueOf(new Date()));
  84.             System.out.println("生产者生产====================");
  85.             notify();
  86.         }
  88.         public synchronized  void get(){
  89.             while (list.size() == 0){
  90.                 System.out.println("存储队列已空,消费者停止消费");
  91.                 notify();
  92.                 try {
  93.                     wait();
  94.                 } catch (InterruptedException e) {
  95.                     e.printStackTrace();
  96.                 }
  97.                 System.out.println("消费者被唤醒，继续消费");
  98.             }
  99.              list.poll();
  100.             System.out.println("消费者消费====================");
  101.         }
  102.     }
  105. }

输出

  1. "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\bin\java.exe" "-javaagent:D:\idea2020\IntelliJ IDEA 2020.1.2\lib\idea_rt.jar=64225:D:\idea2020\IntelliJ IDEA 2020.1.2\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171\jre\lib\rt.jar;C:\Users\z\Desktop\mooc\多线程\thread_demo\target\classes;E:\repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.2.2.RELEASE\spring-boot-starter-2.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\boot\spring-boot\2.2.2.RELEASE\spring-boot-2.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\spring-context\5.2.2.RELEASE\spring-context-5.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\spring-aop\5.2.2.RELEASE\spring-aop-5.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\spring-beans\5.2.2.RELEASE\spring-beans-5.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\spring-expression\5.2.2.RELEASE\spring-expression-5.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.2.2.RELEASE\spring-boot-autoconfigure-2.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.2.2.RELEASE\spring-boot-starter-logging-2.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.3\logback-classic-1.2.3.jar;E:\repository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.3\logback-core-1.2.3.jar;E:\repository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.12.1\log4j-to-slf4j-2.12.1.jar;E:\repository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.12.1\log4j-api-2.12.1.jar;E:\repository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.29\jul-to-slf4j-1.7.29.jar;E:\repository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;E:\repository\org\springframework\spring-core\5.2.2.RELEASE\spring-core-5.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\spring-jcl\5.2.2.RELEASE\spring-jcl-5.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\yaml\snakeyaml\1.25\snakeyaml-1.25.jar;E:\repository\org\springframework\boot\spring-boot-devtools\2.2.2.RELEASE\spring-boot-devtools-2.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\springframework\boot\spring-boot-configuration-processor\2.2.2.RELEASE\spring-boot-configuration-processor-2.2.2.RELEASE.jar;E:\repository\org\projectlombok\lombok\1.18.10\lombok-1.18.10.jar;E:\repository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.29\slf4j-api-1.7.29.jar" com.imooc.thread_demo.prodconsumermodel.ProducerConsumerModel
  2. 生产者生产====================
  3. 生产者生产====================
  4. 生产者生产====================
  5. 存储队列已满,生产者停止生产
  6. 消费者消费====================
  7. 消费者消费====================
  8. 消费者消费====================
  9. 存储队列已空,消费者停止消费
  10. 生产者被唤醒，继续生产
  11. 生产者生产====================
  12. 消费者被唤醒，继续消费
  13. 消费者消费====================
  14. 生产者生产====================
  15. 消费者消费====================
  16. 存储队列已空,消费者停止消费
  17. 生产者生产====================
  18. 消费者被唤醒，继续消费
  19. 消费者消费====================
  20. 存储队列已空,消费者停止消费
  21. 生产者生产====================
  22. 消费者被唤醒，继续消费
  23. 消费者消费====================
  24. 生产者生产====================
  25. 消费者消费====================
  26. 存储队列已空,消费者停止消费
  27. 生产者生产====================
  28. 消费者被唤醒，继续消费
  29. 消费者消费====================
  30. 生产者生产====================
  31. 消费者消费====================
  32. 生产者生产====================
  33. 消费者消费====================
  34. 生产者生产====================
  35. 消费者消费====================
  36. 生产者生产====================
  37. 消费者消费====================
  38. 存储队列已空,消费者停止消费
  39. 生产者生产====================
  40. 消费者被唤醒，继续消费
  41. 消费者消费====================
  42. 存储队列已空,消费者停止消费
  43. 生产者生产====================
  44. 消费者被唤醒，继续消费
  45. 消费者消费====================
  46. 生产者生产====================
  47. 消费者消费====================
  48. 生产者生产====================
  49. 消费者消费====================
  50. 生产者生产====================
  51. 消费者消费====================
  52. 生产者生产====================
  53. 消费者消费====================
  54. 生产者生产====================
  55. 消费者消费====================
  56. 消费者退出
  57. 生产者退出
  59. Process finished with exit code 0

两线程交替打印

  1. package com.imooc.thread_demo.waitnotify;
  3. /**
  4.  * @Author: zhangjx
  5.  * @Date: 2020/9/10 16:02
  6.  * @Description: 两个线程交替打印
  7.  */
  8. public class WaitNotifyTwoThreadRoundPrint {
  9.     private static int count = 0;
  10.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  11.         Object lock = new Object();
  12.         ThreadPrint threadA = new ThreadPrint(lock);
  13.         ThreadPrint threadB = new ThreadPrint(lock);
  14.         new Thread(threadA).start();
  15.         Thread.sleep(100);
  16.         new Thread(threadB).start();
  17.     }
  19.     static class ThreadPrint implements Runnable{
  20.         private Object lock;
  21.         ThreadPrint(Object lock){
  22.             this.lock = lock;
  23.         }
  25.         @Override
  26.         public void run() {
  27.             while(count <= 100){
  28.                 synchronized (lock){
  29.                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + count++);
  30.                     lock.notify();
  31.                     try {
  32.                         if(count <= 100){
  33.                             lock.wait();
  34.                         }
  35.                     } catch (InterruptedException e) {
  36.                         e.printStackTrace();
  37.                     }
  38.                 }
  40.             }
  42.         }
  43.     }
  45. }