Warum muss Object.wait() immer innerhalb eines synchronisierten Blocks aufgerufen werden?

Notwendige Synchronisierung von Wait(), um Vorhersagbarkeit sicherzustellen

Object.wait() muss sich in einem synchronisierten Block befinden, um Thread-Sicherheit zu gewährleisten und IllegalMonitorStateException zu verhindern.

Grund für Synchronisierungsanforderung

Warten gibt den mit dem Objekt verknüpften Monitor frei und lässt andere Threads zu es zu erwerben. Wenn wait() außerhalb eines synchronisierten Blocks aufgerufen werden könnte, könnte unvorhersehbares Verhalten auftreten.

Potenzielle Gefahren von Wait() ohne Synchronisierung

Erwägen Sie eine Blockierungswarteschlangenimplementierung ohne synchronisiertes wait():

class BlockingQueue {
    Queue<String> buffer = new LinkedList<>();

    public void give(String data) {
        buffer.add(data);
        notify(); // Signal waiting consumer
    }

    public String take() throws InterruptedException {
        while (buffer.isEmpty()) {
            wait(); // Suspend thread without synchronization
        }
        return buffer.remove();
    }
}

In diesem Beispiel:

1. Ein Verbraucherthread ruft möglicherweise take() auf und überprüft, ob die Puffer leer ist, und anschließend wait() ohne Synchronisierung aufrufen.
2. Bevor der Consumer-Thread tatsächlich in den Ruhezustand wechselt, kann ein Producer-Thread ein Element zum Puffer hinzufügen und den wartenden Thread benachrichtigen.
3. Allerdings Der Consumer-Thread hat möglicherweise die Benachrichtigung aufgrund der fehlenden Synchronisierung verpasst.
4. Der Producer-Thread benachrichtigt den Consumer möglicherweise später nie, was zu einem führt Deadlock.

Universelles Synchronisierungsproblem

Dieses Synchronisierungsproblem gilt allgemein für Warte-/Benachrichtigungsmechanismen, unabhängig von der spezifischen Implementierung. Ohne Synchronisierung besteht immer das Risiko von Race Conditions und unvorhersehbarem Thread-Verhalten. Daher gewährleistet die Regel „Innerhalb der Synchronisierung warten“ die Thread-Sicherheit und verhindert solche Probleme.

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