线程通信(等待通知wait/notify机制)

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线程通信(等待通知wait/notify机制)

1. 等待/通知机制介绍

1.1 不使用等待/通知机制（轮询）

当两个线程之间存在生产者和消费者关系，也就是说第一个线程（生产者）做相应的操作然后第二个线程（消费者）感知到了变化又进行相应的操作

1.1.1 轮询方式案例

 while(value=desire){
        doSomething();
    }

假设这个value值就是第一个线程操作的结果，doSomething()是第二个线程要做的事，当满足条件value=desire后才执行doSomething()。

1.1.2 轮询方式缺点

第二个语句不停过通过轮询机制来检测判断条件是否成立。如果轮询时间的间隔太小会浪费CPU资源，轮询时间的间隔太大，就可能取不到自己想要的数据。

所以这里就需要我们今天讲到的等待/通知（wait/notify）机制来解决这两个矛盾。

1.2 什么是等待/通知机制

1.2.1 等待/通知生活中的案例原型

等待/通知机制在我们生活中比比皆是，一个形象的例子就是厨师和服务员之间就存在等待/通知机制。

厨师做完一道菜的时间是不确定的，所以菜到服务员手中的时间是不确定的；
服务员就需要去“等待（wait）”；
厨师把菜做完之后，按一下铃，这里的按铃就是“通知（nofity）”；
服务员听到铃声之后就知道菜做好了，他可以去端菜了。

1.2.2 简介

等待/通知机制，是指一个线程A调用了对象O的wait()方法进入等待状态，而另一个线程B调用了对象O的notify()/notifyAll()方法，线程A收到通知后退出等待队列，进入可运行状态，进而执行后续操作。上诉两个线程通过对象O来完成交互，而对象上的wait()方法和notify()/notifyAll()方法的关系就如同开关信号一样，用来完成等待方和通知方之间的交互工作。

1.3 等待/通知机制的相关方法

方法名称	描述
notify()	随机唤醒等待队列中等待同一共享资源的“一个线程”，并使该线程退出等待队列，进入可运行状态，也就是notify()方法仅通知“一个线程”
notifyAll()	使所有正在等待队列中等待同一共享资源的 “全部线程” 退出等待队列，进入可运行状态。此时，优先级最高的那个线程最先执行，但也有可能是随机执行，这取决于JVM虚拟机的实现
wait()	使调用该方法的线程释放共享资源锁，然后从运行状态退出，进入等待队列，直到被再次唤醒
wait(long)	超时等待一段时间，这里的参数时间是毫秒，也就是等待长达n毫秒，如果没有通知就超时返回
wait(long，int)	对于超时时间更细力度的控制，可以达到纳秒

2. 等待/通知机制的实现

2.1 实现案例

MyList.java

public class MyList {
	private static List<String> list = new ArrayList<String>();

	public static void add() {
		list.add("anyString");
	}

	public static int size() {
		return list.size();
	}

}

ThreadA.java

public class ThreadA extends Thread {

	private Object lock;

	public ThreadA(Object lock) {
		super();
		this.lock = lock;
	}

	@Override
	public void run() {
		try {
			synchronized (lock) {
				if (MyList.size() != 5) {
					System.out.println("wait begin "
							+ System.currentTimeMillis());
					lock.wait();
					System.out.println("wait end  "
							+ System.currentTimeMillis());
				}
			}
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

ThreadB.java

public class ThreadB extends Thread {
	private Object lock;

	public ThreadB(Object lock) {
		super();
		this.lock = lock;
	}

	@Override
	public void run() {
		try {
			synchronized (lock) {
				for (int i = 0; i < 10; i++) {
					MyList.add();
					if (MyList.size() == 5) {
						lock.notify();
						System.out.println("已发出通知！");
					}
					System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
					Thread.sleep(1000);
				}
			}
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

Run.java

public class Run {

	public static void main(String[] args) {

		try {
			Object lock = new Object();

			ThreadA a = new ThreadA(lock);
			a.start();

			Thread.sleep(50);

			ThreadB b = new ThreadB(lock);
			b.start();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

}

输出的结果

2019-09-21 00:48:52 JRebel:  
wait begin 1568998132460
添加了1个元素!
添加了2个元素!
添加了3个元素!
添加了4个元素!
已发出通知！
添加了5个元素!
添加了6个元素!
添加了7个元素!
添加了8个元素!
添加了9个元素!
添加了10个元素!
wait end  1568998142540

2.2 synchronized关键字在线程通信中的作用

synchronized关键字可以将任何一个Object对象作为同步对象看待，而java为每个Object 都实现了等待/通知（wait/notify）机制的相关方法，他们必须用synchronized关键字同步的Object的临界区内。

通过调用wait()方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态，同时释放被同步对象的锁
而notify()方法可以唤醒一个因调用wait操作而处于阻塞状态中的线程，使其进入就绪状态。
被重新唤醒的线程会视图重新获得临界区的控制权也就是锁，并继续执行wait方法之后的代码。如果发出notify操作时没有处于阻塞状态中的线程，那么该命令会被忽略。

public class Test {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

		MyThread threadTest = new MyThread();
		threadTest.start();

		//Thread.sleep(?);//因为不知道子线程要花的时间这里不知道填多少时间
		threadTest.join();
		System.out.println("我想当threadTest对象执行完毕后我再执行");
	}
	static public class MyThread extends Thread {

		@Override
		public void run() {
			System.out.println("我想先执行");
		}

	}
}