线程切换步骤及wait() notify() notifyAll()

2023-12-21 14:12:10

方法介绍

  • **wait()**方法是让当前线程等待的,即让线程释放了对共享对象的锁。
  • wait(longtimeout)方法可以指定一个超时时间,过了这个时间如果没有被notify()唤醒,则函数还是会返回。如果传递一个负数timeout会抛出IllegalArgumentException异常。
  • **notify()**方法会让调用了wait()系列方法的一个线程释放锁,并通知其它正在等待(调用了wait()方法)的线程得到锁。
  • **notifyAll()**方法会唤醒所有在共享变量上由于调用wait系列方法而被挂起的线程。

注意:
调用wait()、notify()方法时,当前线程必须要成功获得锁(必须写在同步代码块锁中),否则将抛出异常。
只对当前单个共享变量生效,多个共享变量需要多次调用wait()方法。
如果线程A调用wait()方法后处于堵塞状态时,其他线程中断(在其他线程调用A.interrupt()方法)A线程,则会抛出InterruptExcption异常而返回并终止。

一个标准的notifyAll()方法使用代码

代码逻辑描述:

  • 线程thread0和thread1共同竞争object对象锁,并调用各自的wait()方法等待。
  • 线程thread2负责通过notifyAll()唤醒线程。
public class ThreadWaitAndNotifyAll implements Runnable {

	// 模拟多个线程的共享变量
	private static Object object = new Object();

	@Override
	public void run() {
		synchronized (object) {
			System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "获得锁,进入等待状态");
			try {
				object.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行最后部分结束");
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		ThreadWaitAndNotifyAll runnable = new ThreadWaitAndNotifyAll();
		Thread thread0 = new Thread(runnable);
		Thread thread1 = new Thread(runnable);
		Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				synchronized (object) {
					System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "获得锁,开始通知唤醒所有线程");
					// 唤醒其他线程
					object.notifyAll();
					// 调用完notifyAll()方法后,同步代码块中的其他代码,必须执行完后才能将对象锁释放,而不是调用了notifyAll()方法后立即释放。
					System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
				}
			}
		});
		// 每次运行,线程0和线程1的顺序可能会不同,执行顺序由CPU决定
		thread0.start();
		thread1.start();
		try {
			// 加一个延时,让线程2一定在线程0和1之后执行,否则线程2中的notifyAll方法将无效
			Thread.sleep(100);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		thread2.start();
	}
}

结果

线程Thread-0获得锁,进入等待状态
线程Thread-1获得锁,进入等待状态
线程Thread-2获得锁,开始通知唤醒所有线程
线程Thread-2执行结束
线程Thread-1执行最后部分结束
线程Thread-0执行最后部分结束

执行结果分析:

  • thread0和thread1启动后,会各自执行自己的代码,在执行到wait()方法后,进入等待状态。
  • thread2在启动之前,特意增加了sleep延时,为了保证在前两个线程之后运行,保证了执行顺序。
  • thread2执行了notifyAll()方法并执行完synchronized代码块其他代码后,CPU才会将对象object锁随机分配给thread0或thread1(二者只能选其一)。
  • 假如thread1得到锁,它会继续执行其wait()方法之后代码,知道同步代码块内容全部执行完毕后,cpu才会将对象object锁分配给正在等待的线程thread0。
  • thread0得到所以后,也会从wait()方法处继续执行,直到同步代码块结束才会释放对object对象的锁。
  • 注意: 调用完notifyAll()方法后,同步代码块中的其他代码,必须执行完后才能将对象锁释放,而不是调用了notifyAll()方法后立即释放。

notifyAll()隐藏知识点

这个细节隐藏在Java的Native方法中,所以一般不会被人发现。我们观察C/C++源码,如下:

oid JavaThread::exit(booldestory_vm, ExitTypeexit_type);
static void ensure_join(JavaThread*thread) {
	Handle threadObj(thread, thread -> threadObj());
	ObjectLocker lock(threadObj, thread);
	thread -> clear_pending_exception();
	java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED);
	java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL);
     //下行执行了notifyAll()操作
	lock.notify_all(thread);
	thread -> clear_pending_exception();
}

其中ensure_join就是执行join()方法,等方法执行结束时,此行代码lock.notify_all(thread);意思是通过notifyAll()唤醒了所有等待线程。所以在使用线程的时候,要特别注意。

转载 https://blog.csdn.net/x541211190/article/details/109322537

线程切换步骤

  • 一个线程A占用资源时调用wait()方法,释放了当前锁。
  • 锁池里面的对象争抢线程A的锁。
  • 线程B获得线程A的锁,进入synchronized块,使用资源
  • 线程B使用notifyAll()方法,唤醒所有线程,所有线程进入同步队列。用notify()方法则唤醒随机一个线程
  • notifyAll()方法所在synchronized结束,线程B释放资源的锁。
  • 同步队列的线程争抢对象锁。

文章来源:https://blog.csdn.net/bug_tan90/article/details/135107732
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