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Java线程机制(下):Object类中的三大线程同步方法

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引言

线程是Java中并发编程的基础,理解线程同步机制至关重要。上篇博文中,我们探讨了Java线程的基本概念和使用Thread类创建和管理线程。本篇博文将深入研究Object类中的wait()、notify()和notifyAll()三大同步方法,为读者提供对Java线程同步的更深入理解。

Object类的三大同步方法

Java中的Object类提供了三个重要的同步方法:wait()、notify()和notifyAll()。这些方法用于在多线程环境中协调线程之间的交互,实现线程同步和通信。

wait()方法

wait()方法将调用线程置于等待状态,释放对象锁,并进入等待队列。当另一个线程调用同一对象上的notify()或notifyAll()方法时,该线程将被唤醒并重新获得对象锁。

使用wait()方法时,必须确保线程在同步环境内,即该线程拥有对象锁。否则,将抛出IllegalMonitorStateException异常。

synchronized (obj) {
    obj.wait();
}

notify()方法

notify()方法唤醒等待队列中的一个线程。被唤醒的线程将重新获得对象锁并继续执行。

与wait()方法类似,notify()方法也必须在同步环境内调用。

synchronized (obj) {
    obj.notify();
}

notifyAll()方法

notifyAll()方法唤醒等待队列中的所有线程。所有被唤醒的线程将重新获得对象锁并继续执行。

synchronized (obj) {
    obj.notifyAll();
}

使用场景

Object类的这三个同步方法在多线程环境中有着广泛的应用场景,包括:

  • 生产者-消费者模式: 生产者线程生产数据,消费者线程消费数据。wait()方法用于等待数据可用,notify()或notifyAll()方法用于通知有数据可消费。
  • 读写锁: 读线程获取读锁,写线程获取写锁。wait()方法用于等待读锁释放,notify()或notifyAll()方法用于通知读锁已释放。
  • 条件变量: 条件变量是一种高级同步机制,允许线程在特定条件满足时等待。wait()方法用于等待条件满足,notify()或notifyAll()方法用于通知条件已满足。

注意要点

使用Object类的同步方法时,需要注意以下要点:

  • 必须在同步环境内调用: wait()、notify()和notifyAll()方法必须在同步环境内调用,即调用线程必须拥有对象锁。
  • 释放锁: wait()方法会释放对象锁,而notify()和notifyAll()方法不会释放锁。
  • 不保证唤醒顺序: notify()和notifyAll()方法不保证按特定顺序唤醒线程。
  • 虚假唤醒: wait()方法可能被虚假唤醒,即在notify()或notifyAll()方法被调用之前被唤醒。为了避免虚假唤醒,建议使用条件变量。

结语

Object类的wait()、notify()和notifyAll()方法是Java线程同步中的核心机制。理解这些方法的原理和用法至关重要,有助于开发者构建健壮且高效的多线程应用程序。