等待/通知機(jī)制
什么是等待/通知機(jī)制籍茧？
舉例說明闷板，廚師和服務(wù)員之間的交互：
- 廚師做完一道菜的時(shí)間不確定架谎，所以廚師將菜品放到"菜品傳遞臺"上的時(shí)間也不確定讲冠；
- 服務(wù)員取到菜的時(shí)間取決于廚師先鱼，所以服務(wù)員就處于等待狀態(tài)俭正；
- 服務(wù)員如何取到菜呢？又得取決于廚師焙畔，廚師將菜放在"菜品傳遞臺"上掸读，其實(shí)就相當(dāng)于一種通知，這時(shí)服務(wù)員才可以拿到菜并交給就餐者宏多。
如何實(shí)現(xiàn)等待/通知機(jī)制儿惫？
一句話總結(jié)：wait 使線程停止運(yùn)行，而 notify 使停止的線程繼續(xù)運(yùn)行伸但。
wait() 方法
- 是 Object 類的方法肾请，作用：使當(dāng)前執(zhí)行代碼的線程進(jìn)行等待，直到接到通知或被中斷為止更胖。
- 執(zhí)行之后铛铁，當(dāng)前線程釋放鎖。
- 只能在同步方法或同步塊中調(diào)用 wait()方法函喉。原因：JDK 強(qiáng)制的避归，方法調(diào)用之前必須先獲得該對象的對象級別鎖，如果調(diào)用時(shí)沒有持有適當(dāng)?shù)逆i管呵，則拋出 IllegalMonitorStateException 異常梳毙。
notify()/notifyAll() 方法
- Object 類的方法，用來通知那些可能等待該對象的對象鎖的其他線程捐下。
- 在執(zhí)行 notify() 方法后账锹，當(dāng)前線程不能馬上釋放該對象鎖萌业，wait 狀態(tài)的線程也不能馬上獲取該對象鎖，需要等到執(zhí)行 notify() 方法的線程執(zhí)行完（退出 synchronized 代碼塊后）奸柬。
- 只能在同步方法或同步塊中調(diào)用生年。原因如上。
線程狀態(tài)切換
Runnable 狀態(tài) & Running 狀態(tài)
Runnable：就緒狀態(tài)廓奕，隨時(shí)可能被 CPU 調(diào)度執(zhí)行
Running：運(yùn)行狀態(tài)抱婉，線程獲取 CPU 權(quán)限進(jìn)行執(zhí)行
- 創(chuàng)建一個(gè)新的線程對象后，調(diào)用 start() 方法桌粉，系統(tǒng)為此線程分配 CPU 資源蒸绩，線程進(jìn)入 Runnable 狀態(tài)
- 如果線程搶占到 CPU 資源，此線程進(jìn)入 Running 狀態(tài)
Running 狀態(tài) -> Blocked 狀態(tài)
blocked：阻塞狀態(tài)铃肯，線程放棄了 CPU 使用權(quán)患亿，暫時(shí)停止運(yùn)行，直到線程進(jìn)入就緒狀態(tài)押逼。分為三種：
- 等待阻塞：調(diào)用 wait()方法步藕，讓線程等到某工作的完成
- 同步阻塞：synchronized 獲取對象鎖失敗（可能鎖被占用）
- 其他阻塞：調(diào)用 sleep() | join() | 發(fā)出 IO 請求時(shí)挑格，線程進(jìn)入阻塞咙冗。
- 線程調(diào)用 sleep() 方法，主動(dòng)放棄占用的處理器資源
- 線程調(diào)用了阻塞式 IO 方法恕齐，在該方法返回前乞娄，該線程被阻塞
- 線程試圖獲得一個(gè)同步監(jiān)視器，但該監(jiān)視器正被其他線程所持有
- 線程調(diào)用 wait() 方法显歧，等待某個(gè)通知
- 程序調(diào)用了 suspend 方法將該線程掛起仪或。（此方法容易死鎖，避免使用）
Blocked 狀態(tài) -> Runnable 狀態(tài)
- 調(diào)用 sleep() 方法后士骤，sleep()超時(shí)
- 線程調(diào)用的阻塞 IO 已經(jīng)返回范删，阻塞方法執(zhí)行完畢
- 線程成功獲得了試圖同步的監(jiān)視器
- 線程正在等到通知，其他線程發(fā)出了通知(notify() | notifyAll)
- 處于掛起狀態(tài)的線程調(diào)用了 resume() 恢復(fù)方法
Dead 狀態(tài)
線程執(zhí)行完了或者異常退出了 run() 方法拷肌，結(jié)束生命周期到旦。
每個(gè)鎖對象都有兩個(gè)隊(duì)列：
- 就緒隊(duì)列：存儲將要獲得鎖的線程，一個(gè)線程被喚醒后巨缘，進(jìn)入就緒隊(duì)列添忘，等到 CPU 調(diào)度
- 阻塞隊(duì)列：存儲被阻塞的線程，一個(gè)線程被 wait() 后若锁，進(jìn)入阻塞隊(duì)列搁骑，等待下一次被喚醒
wait/notify模式的注意事項(xiàng)
- wait 釋放鎖，notify 不釋放鎖
- 當(dāng)線程處于 wait 狀態(tài)時(shí)，使用 interrupt() 方法會出現(xiàn) InterruptedException 異常
- wait(long) 方法的作用：等待某一個(gè)時(shí)間內(nèi)是否有線程對鎖進(jìn)行喚醒仲器，如果超過時(shí)間則自動(dòng)喚醒煤率。
- 如果通知過早，則會打亂程序正常的運(yùn)行邏輯乏冀。（wait 狀態(tài)的線程不會被通知）
- wait 等待的條件發(fā)生變化蝶糯，也容易造成程序邏輯的混亂
經(jīng)典案例：生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式實(shí)現(xiàn)
實(shí)戰(zhàn)：等待/通知之交叉?zhèn)浞?/strong>
創(chuàng)建 20 個(gè)線程，其中 10 個(gè)線程是將數(shù)據(jù)備份到 A 數(shù)據(jù)中辆沦，另外 10 個(gè)線程是將數(shù)據(jù)備份到 B 數(shù)據(jù)庫中昼捍，并且備份 A 數(shù)據(jù)庫和 B 數(shù)據(jù)庫是交叉進(jìn)行的。
public class DBTools {
// 確保備份 "★★★★★" 首先執(zhí)行众辨，然后與 "☆☆☆☆☆" 交替進(jìn)行備份
volatile private boolean prevIsA = false;
synchronized public void backupA() {
try {
while (prevIsA) {
wait();
}
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("★★★★★");
}
prevIsA = true;
notifyAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized public void backupB() {
try {
while (!prevIsA) {
wait();
}
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("☆☆☆☆☆");
}
prevIsA = false;
notifyAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class BackupA extends Thread {
private DBTools dbTools;
public BackupA(DBTools dbTools) {
super();
this.dbTools = dbTools;
}
@Override
public void run() {
dbTools.backupA();
}
}
public class BackupB extends Thread {
private DBTools dbTools;
public BackupB(DBTools dbTools) {
super();
this.dbTools = dbTools;
}
@Override
public void run() {
dbTools.backupB();
}
}
public class Run {
public static void main(String[] args) {
DBTools dbTools = new DBTools();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
BackupB output = new BackupB(dbTools);
output.start();
BackupA input = new BackupA(dbTools);
input.start();
}
}
}
