JAVA wait(), notify(),sleep具體解釋

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    在CSDN開了部落格後，一直也沒在上面公布過文章，直到前一段時間與一位前輩的對話，才發現技術部落格的重要，立志要把CSDN的部落格建好。但一直沒有找到好的開篇的主題，今天再看JAVA線程相互排斥、同步的時候又有了新的體會，就以他作為開篇吧。

    在JAVA中，是沒有類似於PV操作、進程相互排斥等相關的方法的。JAVA的進程同步是通過synchronized()來實現的，須要說明的是，JAVA的synchronized()方法類似於作業系統概念中的相互排斥記憶體塊，在JAVA中的Object類型中，都是帶有一個記憶體鎖的，在有線程擷取該記憶體鎖後，其他線程無法訪問該記憶體，從而實現JAVA中簡單的同步、相互排斥操作。明確這個原理，就能理解為什麼synchronized(this)與synchronized(static XXX)的差別了，synchronized就是針對記憶體區塊申請記憶體鎖，thiskeyword代表類的一個對象，所以其記憶體鎖是針對同樣對象的相互排斥操作，而static成員屬於類專有，其記憶體空間為該類全部成員共同擁有，這就導致synchronized()對static成員加鎖，相當於對類加鎖，也就是在該類的全部成員間實現相互排斥，在同一時間僅僅有一個線程可訪問該類的執行個體。假設僅僅是簡單的想要實如今JAVA中的線程相互排斥，明確這些基本就已經夠了。但假設須要線上程間相互喚醒的話就須要藉助Object.wait(), Object.nofity()了。

    Obj.wait()，與Obj.notify()必需要與synchronized(Obj)一起使用，也就是wait,與notify是針對已經擷取了Obj鎖進行操作，從文法角度來說就是Obj.wait(),Obj.notify必須在synchronized(Obj){...}語句塊內。從功能上來說wait就是說線程在擷取對象鎖後，主動釋放對象鎖，同一時候本線程休眠。直到有其他線程調用對象的notify()喚醒該線程，才幹繼續擷取對象鎖，並繼續運行。對應的notify()就是對對象鎖的喚醒操作。但有一點需要注意的是notify()調用後，並非立即就釋放對象鎖的，而是在對應的synchronized(){}語句塊運行結束，自己主動釋放鎖後，JVM會在wait()對象鎖的線程中隨機選取一線程，賦予其對象鎖，喚醒線程，繼續運行。這樣就提供了線上程間同步、喚醒的操作。Thread.sleep()與Object.wait()二者都能夠暫停當前線程，釋放CPU控制權，基本的差別在於Object.wait()在釋放CPU同一時候，釋放了對象鎖的控制。

 

    單單在概念上理解清楚了還不夠，須要在實際的範例中進行測試才幹更好的理解。對Object.wait()，Object.notify()的應用最經典的範例，應該是三線程列印ABC的問題了吧，這是一道比較經典的面試題，題目要求例如以下：

建立三個線程，A線程列印10次A，B線程列印10次B,C線程列印10次C，要求線程同一時候執行，交替列印10次ABC。這個問題用Object的wait()，notify()就能夠非常方便的解決。代碼例如以下：

 

 

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--;                                          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();    }   }  

 

   
  
     先來解釋一下其總體思路，從大的方向上來講，該問題為三線程間的同步喚醒操作，基本的目的就是ThreadA->ThreadB->ThreadC->ThreadA迴圈運行三個線程。為了控制線程啟動並執行順序，那麼就必需要確定喚醒、等待的順序，所以每個線程必須同一時候持有兩個對象鎖，才幹繼續運行。一個對象鎖是prev，就是前一個線程所持有的對象鎖。另一個就是自身對象鎖。基本的思想就是，為了控制啟動並執行順序，必需要先持有prev鎖，也就前一個線程要釋放自身對象鎖，再去申請自身對象鎖，兩者兼備時列印，之後首先調用self.notify()釋放自身對象鎖，喚醒下一個等待線程，再調用prev.wait()釋放prev對象鎖，終止當前線程，等待迴圈結束後再次被喚醒。運行上述代碼，能夠發現三個線程迴圈列印ABC，共10次。程式啟動並執行主要過程就是A線程最先運行，持有C,A對象鎖，後釋放A,C鎖，喚醒B。線程B等待A鎖，再申請B鎖，後列印B，再釋放B，A鎖，喚醒C，線程C等待B鎖，再申請C鎖，後列印C，再釋放C,B鎖，喚醒A。看起來似乎沒什麼問題，但假設你細緻想一下，就會發現有問題，就是初始條件，三個線程依照A,B,C的順序來啟動，依照前面的思考，A喚醒B，B喚醒C，C再喚醒A。可是這樣的假設依賴於JVM中線程調度、啟動並執行順序。詳細來說就是，在main主線程啟動ThreadA後，需要在ThreadA運行完，在prev.wait()等待時，再切回線程啟動ThreadB，ThreadB運行完，在prev.wait()等待時，再切回主線程，啟動ThreadC，僅僅有JVM依照這個線程運行順序運行，才幹保證輸出的結果是正確的。而這依賴於JVM的詳細實現。考慮一種情況，例如以下：假設主線程在啟動A後，運行A，過程中又切回主線程，啟動了ThreadB,ThreadC，之後，因為A線程尚未釋放self.notify，也就是B需要在synchronized(prev)處等待，而這時C卻調用synchronized(prev)擷取了對b的對象鎖。這樣，在A調用完後，同一時候ThreadB擷取了prev也就是a的對象鎖，ThreadC的運行條件就已經滿足了，會列印C，之後釋放c,及b的對象鎖，這時ThreadB具備了運行條件，會列印B，也就是迴圈變成了ACBACB了。這樣的情況，能夠通過在run中主動釋放CPU，來進行類比。代碼例如以下：

 

    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();                   }               }             }       }   

 

    執行後的列印結果就變成了ACBACB了。為了避免這樣的與JVM調度有關的不確定性。須要讓A,B,C三個線程以確定的順序啟動，終於代碼例如以下：

 

  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);    }   }   

 

 

       這樣才幹夠完美的解決該問題。通過這個範例也是想說明一下，非常多理論、概念如Obj.wait(),Obj.notify()等，理解起來，比較簡單，可是在實際的應用其中，這裡卻是往往出現故障的地方。須要更加深入的理解。並在解決這個問題的過程中不斷加深對概念的掌握。

 

                              ——歡迎轉載，請註明出處 http://blog.csdn.net/zyplus——

 

JAVA wait(), notify(),sleep具體解釋