揭秘Object中的wait()和notify()方法：揭开线程通信与同步的神秘面纱

后端

2023-05-28 07:04:04

线程通信与同步：揭秘wait()和notify()的神奇力量

子标题 1：wait()方法的魅力

想象一下，你正与朋友轮流玩一场游戏。当你等待朋友的回合时，你不想一直坐在那里无所事事，所以你决定先去休息一下。一旦朋友完成回合，他就会叫醒你，你可以继续游戏。这种轮流机制本质上就是wait()方法所做的。

wait()方法让线程进入一种休眠状态，暂停其执行。这就好比在你朋友的回合时，你选择休息一样。线程保持休眠，直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法将其唤醒。

子标题 2：notify()和notifyAll()方法的魔力

当朋友完成回合，准备让你继续玩时，他就会对你大喊：“轮到你啦！”这就是notify()方法所做的。它会随机唤醒一个处于休眠状态的线程。

而notifyAll()方法则更像是集体叫醒。它会将所有处于休眠状态的线程都叫醒，就像朋友对你们所有玩家大喊：“大家继续玩！”

子标题 3：wait()和notify()的协同工作

为了让wait()和notify()方法协同工作，我们需要一个“锁对象”。这个锁对象可以是任何对象，它用于协调线程的访问。

在我们的游戏示例中，锁对象可以是游戏本身。当一个线程（即玩家）想要玩游戏时，它必须先获得锁对象。如果锁对象被另一个线程（即其他玩家）持有，那么该线程必须等待，直到持有锁的线程释放它。

子标题 4：实战案例：生产者-消费者模型

让我们用一个经典的生产者-消费者模型来展示wait()和notify()方法的实际应用。在这个模型中，生产者线程不断生成数据，而消费者线程不断消费数据。

为了确保数据生产和消费的平稳进行，我们使用wait()和notify()方法来协调这两个线程。当生产者线程没有数据可生产时，它会调用wait()方法进入休眠状态，直到消费者线程消费了数据并调用notify()方法唤醒它。

同样，当消费者线程没有数据可消费时，它也会调用wait()方法进入休眠状态，直到生产者线程生产了数据并调用notify()方法唤醒它。

通过这种方式，生产者线程和消费者线程可以协同工作，避免数据生产和消费之间的不一致。

代码示例：

public class ProducerConsumer {

    private Object lock = new Object();
    private boolean dataReady = false;

    public void producer() {
        synchronized (lock) {
            while (!dataReady) {
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 生产数据
            dataReady = false;
            lock.notifyAll();
        }
    }

    public void consumer() {
        synchronized (lock) {
            while (!dataReady) {
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 消费数据
            dataReady = false;
            lock.notifyAll();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ProducerConsumer pc = new ProducerConsumer();
        Thread producerThread = new Thread(pc::producer);
        Thread consumerThread = new Thread(pc::consumer);

        producerThread.start();
        consumerThread.start();
    }
}