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JAVA wait(), notify(),sleep详解(转)

来源：程序员人生发布时间：2016-06-27 16:37:21 阅读次数：3394次

在JAVA中，是没有类似于PV操作、进程互斥等相干的方法的。JAVA的进程同步是通过synchronized()来实现的，需要说明的是，JAVA的synchronized()方法类似于操作系统概念中的互斥内存块，在JAVA中的Object类型中，都是带有1个内存锁的，在有线程获得该内存锁后，其它线程没法访问该内存，从而实现JAVA中简单的同步、互斥操作。明白这个原理，就可以理解为何synchronized(this)与synchronized(static XXX)的区分了，synchronized就是针对内存区块申请内存锁，this关键字代表类的1个对象，所以其内存锁是针对相同对象的互斥操作，而static成员属于类专有，其内存空间为该类所有成员共有，这就致使synchronized()对static成员加锁，相当于对类加锁，也就是在该类的所有成员间实现互斥，在同1时间只有1个线程可访问该类的实例。如果只是简单的想要实现在JAVA中的线程互斥，明白这些基本就已够了。但如果需要在线程间相互唤醒的话就需要借助Object.wait(), Object.nofity()了。

Obj.wait()，与Obj.notify()必须要与synchronized(Obj)1起使用，也就是wait,与notify是针对已获得了Obj锁进行操作，从语法角度来讲就是Obj.wait(),Obj.notify必须在synchronized(Obj){…}语句块内。从功能上来讲wait就是说线程在获得对象锁后，主动释放对象锁，同时本线程休眠。直到有其它线程调用对象的notify()唤醒该线程，才能继续获得对象锁，并继续履行。相应的notify()就是对对象锁的唤醒操作。但有1点需要注意的是notify()调用后，其实不是马上就释放对象锁的，而是在相应的synchronized(){}语句块履行结束，自动释放锁后，JVM会在wait()对象锁的线程中随机选取1线程，赋予其对象锁，唤醒线程，继续履行。这样就提供了在线程间同步、唤醒的操作。Thread.sleep()与Object.wait()2者都可以暂停当前线程，释放CPU控制权，主要的区分在于Object.wait()在释放CPU同时，释放了对象锁的控制。

单单在概念上理解清楚了还不够，需要在实际的例子中进行测试才能更好的理解。对Object.wait()，Object.notify()的利用最经典的例子，应当是3线程打印ABC的问题了吧，这是1道比较经典的面试题，题目要求以下：

建立3个线程，A线程打印10次A，B线程打印10次B,C线程打印10次C，要求线程同时运行，交替打印10次ABC。这个问题用Object的wait()，notify()就能够很方便的解决。代码以下：

[java] view plain copy

public class MyThreadPrinter2 implements Runnable {     

    private String name;     
    private Object prev;     
    private Object self;     

    private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {     
        this.name = name;     
        this.prev = prev;     
        this.self = self;     
    }     

    @Override    
    public void run() {     
        int count = 10;     
        while (count > 0) {     
            synchronized (prev) {     
                synchronized (self) {     
                    System.out.print(name);     
                    count--;    

                    self.notify();     
                }     
                try {     
                    prev.wait();     
                } catch (InterruptedException e) {     
                    e.printStackTrace();     
                }     
            }     

        }     
    }     

    public static void main(String[] args) throws Exception {     
        Object a = new Object();     
        Object b = new Object();     
        Object c = new Object();     
        MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);     
        MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);     
        MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);     


        new Thread(pa).start();  
        new Thread(pb).start();  
        new Thread(pc).start();    
    }     
}

先来解释1下其整体思路，从大的方向上来说，该问题为3线程间的同步唤醒操作，主要的目的就是ThreadA->ThreadB->ThreadC->ThreadA循环履行3个线程。为了控制线程履行的顺序，那末就必须要肯定唤醒、等待的顺序，所以每个线程必须同时持有两个对象锁，才能继续履行。1个对象锁是prev，就是前1个线程所持有的对象锁。还有1个就是本身对象锁。主要的思想就是，为了控制履行的顺序，必须要先持有prev锁，也就前1个线程要释放本身对象锁，再去申请本身对象锁，二者兼备时打印，以后首先调用self.notify()释放本身对象锁，唤醒下1个等待线程，再调用prev.wait()释放prev对象锁，终止当前线程，等待循环结束后再次被唤醒。运行上述代码，可以发现3个线程循环打印ABC，共10次。程序运行的主要进程就是A线程最早运行，持有C,A对象锁，后释放A,C锁，唤醒B。线程B等待A锁，再申请B锁，后打印B，再释放B，A锁，唤醒C，线程C等待B锁，再申请C锁，后打印C，再释放C,B锁，唤醒A。看起来仿佛没甚么问题，但如果你仔细想1下，就会发现有问题，就是初始条件，3个线程依照A,B,C的顺序来启动，依照前面的思考，A唤醒B，B唤醒C，C再唤醒A。但是这类假定依赖于JVM中线程调度、履行的顺序。具体来讲就是，在main主线程启动ThreadA后，需要在ThreadA履行完，在prev.wait()等待时，再切回线程启动ThreadB，ThreadB履行完，在prev.wait()等待时，再切回主线程，启动ThreadC，只有JVM依照这个线程运行顺序履行，才能保证输出的结果是正确的。而这依赖于JVM的具体实现。斟酌1种情况，以下：如果主线程在启动A后，履行A，进程中又切回主线程，启动了ThreadB,ThreadC，以后，由于A线程还没有释放self.notify，也就是B需要在synchronized(prev)处等待，而这时候C却调用synchronized(prev)获得了对b的对象锁。这样，在A调用完后，同时ThreadB获得了prev也就是a的对象锁，ThreadC的履行条件就已满足了，会打印C，以后释放c,及b的对象锁，这时候ThreadB具有了运行条件，会打印B，也就是循环变成了ACBACB了。这类情况，可以通过在run中主动释放CPU，来进行摹拟。代码以下：

public void run() {     
    int count = 10;     
    while (count > 0) {     
        synchronized (prev) {     
            synchronized (self) {     
                System.out.print(name);     
                count--;    
                try{  
                Thread.sleep(1);  
                }  
                catch (InterruptedException e){  
                 e.printStackTrace();  
                }  

                self.notify();     
            }     
            try {     
                prev.wait();     
            } catch (InterruptedException e) {     
                e.printStackTrace();     
            }     
        }     

    }     
}

运行后的打印结果就变成了ACBACB了。为了不这类与JVM调度有关的不肯定性。需要让A,B,C3个线程以肯定的顺序启动，终究代码以下：


public class MyThreadPrinter2 implements Runnable {     

    private String name;     
    private Object prev;     
    private Object self;     

    private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {     
        this.name = name;     
        this.prev = prev;     
        this.self = self;     
    }     

    @Override    
    public void run() {     
        int count = 10;     
        while (count > 0) {     
            synchronized (prev) {     
                synchronized (self) {     
                    System.out.print(name);     
                    count--;    
                    try{  
                    Thread.sleep(1);  
                    }  
                    catch (InterruptedException e){  
                     e.printStackTrace();  
                    }  

                    self.notify();     
                }     
                try {     
                    prev.wait();     
                } catch (InterruptedException e) {     
                    e.printStackTrace();     
                }     
            }     

        }     
    }     

    public static void main(String[] args) throws Exception {     
        Object a = new Object();     
        Object b = new Object();     
        Object c = new Object();     
        MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);     
        MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);     
        MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);     


        new Thread(pa).start();  
        Thread.sleep(10);  
        new Thread(pb).start();  
        Thread.sleep(10);  
        new Thread(pc).start();  
        Thread.sleep(10);  
    }    
}

这样才可以完善的解决该问题。通过这个例子也是想说明1下，很多理论、概念如Obj.wait(),Obj.notify()等，理解起来，比较简单，但是在实际的利用当中，这里却是常常出现问题的地方。需要更加深入的理解。并在解决问题的进程中不断加深对概念的掌握

转于http://blog.csdn.net/zyplus

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