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深入理解Java多執行緒程式設計：進階應用wait和notify方法

PHPz

發布： 2023-12-20 08:10:46

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深入理解Java多執行緒程式設計：進階應用wait和notify方法

Java中的多執行緒程式設計：掌握wait和notify的高階用法

引言：
多執行緒程式設計是Java開發中常見的技術，面對複雜的業務處理和效能最佳化需求，合理利用多執行緒可以大幅提高程式的運作效率。在多執行緒程式設計中，wait和notify是兩個重要的關鍵字，用來實現執行緒間的協調和通訊。本文將介紹wait和notify的高階用法，並提供具體的程式碼範例，以幫助讀者更好地理解和應用這項技術。

一、wait和notify的基本概念和用法
在多執行緒程式設計中，wait和notify是Object類別中定義的兩個重要方法，它們用來實作執行緒的等待和喚醒。當一個執行緒透過呼叫wait方法進入等待狀態時，它將釋放物件的鎖定，並等待其他執行緒透過notify或notifyAll方法來喚醒自己。而當一個執行緒呼叫notify或notifyAll方法後，它將喚醒一個或所有等待該物件的執行緒。

wait和notify的基本用法如下：

呼叫wait方法前必須先取得物件的鎖，也就是在synchronized程式碼區塊中呼叫wait方法。
呼叫wait方法後，目前執行緒將釋放物件的鎖，並進入等待狀態。
呼叫notify方法後，會喚醒一個等待該物件的線程，並使其進入就緒狀態。
呼叫notifyAll方法後，會喚醒所有等待該物件的線程，並使它們進入就緒狀態。

二、wait和notify的高階用法
除了基本的等待和喚醒功能，wait和notify還可以進行一些進階的用法，如：等待逾時、中斷等。下面透過具體的程式碼範例來介紹這些進階用法。

等待逾時
使用Object類別的wait方法時，可以設定一個等待逾時時間，如果在逾時時間內沒有被喚醒，則會自動喚醒。範例程式碼如下：

synchronized (obj) {
    try {
        obj.wait(5000); // 等待5秒钟
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

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中斷等待
在等待狀態時，可以透過中斷操作來提前喚醒執行緒。範例程式碼如下：

synchronized (obj) {
    try {
        obj.wait(); // 等待被唤醒
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

// 主线程中调用interrupt方法中断等待的线程
thread.interrupt();

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透過條件變數進行執行緒協調
當有多個執行緒同時等待一個條件滿足時，可以使用條件變數（Condition）進行執行緒的協調。範例程式碼如下：

Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();

// 等待条件满足
lock.lock();
try {
    while (!conditionSatisfied) {
        condition.await(); // 等待条件满足
    }
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    lock.unlock();
}

// 唤醒等待的线程
lock.lock();
try {
    condition.signal(); // 唤醒等待的线程
} finally {
    lock.unlock();
}

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三、總結
本文介紹了Java中多執行緒程式設計中wait和notify的高階用法。掌握這些進階用法，可以更靈活地利用多執行緒進行業務處理和效能最佳化。在實際開發中，要根據需求選擇適當的等待逾時、中斷等操作，以確保多執行緒的協調和通訊正常進行。同時也要注意線程安全和鎖的使用，以避免競態條件等問題。希望本文對讀者在多執行緒程式設計中的學習和實踐有所幫助。

參考資料：