Java中如何正确使用对象方法wait和notify

Java中如何正确使用对象方法wait和notify

在Java中，wait和notify是用来实现多线程间的协作的重要方法。正确地使用这两个方法可以避免竞争条件和死锁等多线程问题，确保程序的安全性和效率。本文将介绍如何正确使用Java中的对象方法wait和notify，并提供具体的代码示例。

一、wait和notify的基本原理和功能

在理解如何正确使用wait和notify之前，需要先了解它们的基本原理和功能。

1. wait：使当前线程进入等待状态，直到其他线程通过notify或notifyAll方法唤醒它。使用wait方法可以有效地释放对象的锁，并阻塞当前线程，使其暂停执行。
2. notify：唤醒在该对象上等待的一个线程。如果有多个线程等待，notify只会随机唤醒一个线程，具体唤醒哪个线程是不确定的。
3. notifyAll：唤醒在该对象上等待的所有线程。使用notifyAll方法可以唤醒所有等待的线程，但是具体唤醒哪一个线程取决于线程调度器。

二、正确使用wait和notify的步骤

正确使用wait和notify需要按照以下步骤进行：

1. 加锁：在使用wait和notify时，必须先获得对象的锁。可以使用synchronized关键字来加锁，或者使用Lock对象进行加锁。
2. 调用wait方法：在进入临界区之前，调用锁对象的wait方法，使当前线程进入等待状态。
3. 条件判断：在进入临界区之前，应该先对共享资源的条件进行检查。如果不满足条件，应该继续等待，直到条件满足。
4. 释放锁：在调用wait方法后，当前线程会释放对象的锁，允许其他线程进入临界区操作共享资源。
5. 调用notify或notifyAll方法：在满足条件的情况下，可以调用锁对象的notify或notifyAll方法，唤醒等待的线程。
6. 重新加锁：被唤醒的线程会重新获得对象的锁，并继续竞争执行。

三、具体代码示例

下面的代码示例展示了如何正确使用wait和notify实现两个线程之间的协作。其中一个线程负责待唤醒，另一个线程负责唤醒。

public class WaitNotifyExample {
    private static final Object lock = new Object();
    private static boolean isReady = false;

    public static void main(String[] args) {
        Thread waitingThread = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                while (!isReady) {
                    try {
                        System.out.println("等待中...");
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("等待结束！");
            }
        });

        Thread notifyingThread = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("唤醒等待的线程...");
                isReady = true;
                lock.notify();
            }
        });

        waitingThread.start();
        notifyingThread.start();
    }
}

运行上述代码，可以看到等待线程会进入等待状态，并在被唤醒后继续执行。

在这个示例中，我们使用了一个共享的boolean变量isReady来表示等待的条件。等待线程在进入临界区之前会对isReady进行检查，如果条件不满足，则调用wait方法进入等待状态。唤醒线程在满足条件之后会改变isReady的值，并调用notify方法唤醒等待的线程。

需要注意的是，在使用wait和notify时，必须确保线程获取的是同一个对象的锁。否则，线程无法正确地进入等待状态或被唤醒。

总结

使用wait和notify方法可以实现多线程之间的协作，确保程序的安全性和效率。在使用这两个方法时，需要按照正确的步骤进行，包括加锁、调用wait方法、检查条件、释放锁、调用notify方法等。通过合理地使用wait和notify方法，我们可以避免多线程问题，提高程序的可靠性和可维护性。

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