Java 中的 `IllegalMonitorStateException`：如何避免和解决

当等待条件时如何避免 IllegalMonitorStateException？

问题概述

如果你曾经在使用 Java 锁和条件时遇到过 IllegalMonitorStateException，那么你就知道它可能会令人沮丧。这个错误表明当前线程不拥有正在等待的条件变量所属的锁的监视器。

根源分析

IllegalMonitorStateException 发生的原因是，在等待条件变量之前必须先获得锁。这是因为条件变量与锁相关联，并且在等待条件变量时必须持有锁的监视器。

解决方法

要解决此错误，请确保在等待条件变量之前先获取锁。这可以通过在锁定的块中等待条件变量来实现：

synchronized (lock) {
    while (!condition) {
        lock.wait();
    }
}

示例

让我们看一个示例，其中我们使用锁和条件变量来实现生产者-消费者模式。在该模式中，生产者线程将数据添加到缓冲区中，而消费者线程从缓冲区中读取数据。

public class ProducerConsumer {
    private final Object lock = new Object();
    private final BlockingQueue<Integer> buffer = new ArrayBlockingQueue<>(10);

    public void produce() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            while (buffer.isFull()) {
                lock.wait();
            }
            buffer.put(1);
            lock.notifyAll();
        }
    }

    public void consume() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            while (buffer.isEmpty()) {
                lock.wait();
            }
            buffer.take();
            lock.notifyAll();
        }
    }
}

在这个示例中，我们使用 synchronized 块来获取锁并等待条件变量。当缓冲区已满时，生产者线程将等待条件变量 buffer.isFull()，而当缓冲区为空时，消费者线程将等待条件变量 buffer.isEmpty()。

其他注意事项

• 在等待条件变量时，始终确保释放锁。这将允许其他线程获取锁并执行操作。
• 避免在没有获得锁的情况下发出条件变量信号。这可能导致其他线程陷入无限等待。
• 如果在不释放锁的情况下退出等待循环，请确保发出条件变量信号。这将允许其他线程在你的线程退出后继续执行。

结论

IllegalMonitorStateException 是一种常见的错误，但可以通过理解问题的根源并遵循正确的解决方案方法来避免。记住，在等待条件变量之前必须先获取锁，并且在释放锁之前必须发出条件变量信号。

常见问题解答

• Q：为什么在等待条件变量时必须获取锁？
• A： 因为条件变量与锁相关联，在等待条件变量时必须持有锁的监视器。
• Q：我可以在没有获取锁的情况下发出条件变量信号吗？
• A： 不，你不能。在没有获取锁的情况下发出条件变量信号可能会导致其他线程陷入无限等待。
• Q：如果我在不释放锁的情况下退出等待循环，该怎么办？
• A： 确保发出条件变量信号。这将允许其他线程在你的线程退出后继续执行。
• Q：我如何知道我的代码是否会引发 IllegalMonitorStateException？
• A： 使用调试器或检查异常堆栈跟踪。堆栈跟踪将显示引发错误的行和方法。
• Q：如何避免 IllegalMonitorStateException？
• A： 始终在等待条件变量之前获取锁，并且在释放锁之前发出条件变量信号。