Java等待唤醒机制线程通信原理解析
这篇文章主要介绍了Java等待唤醒机制线程通信原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
线程间通信
概念：多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。比如：线程A用来生成包子的，线程B用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生产，一个是消费，那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。
为什么要处理线程间通信：
多个线程并发执行时,在默认情况下CPU是随机切换线程的，当我们需要多个线程来共同完成一件任务，并且我们希望他们有规律的执行,那么多线程之间需要一些协调通信，以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据。
如何保证线程间通信有效利用资源：
多个线程在处理同一个资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。就是多个线程在操作同一份数据时，避免对同一共享变量的争夺。也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即——等待唤醒机制。
等待唤醒机制
什么是等待唤醒机制
这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争（race），比如去争夺锁，但这并不是故事的全部，线程间也会有协作机制。就好比在公司里你和你的同事们，你们可能存在在晋升时的竞争，但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。就是在一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态（wait()），等待其他线程执行完他们的指定代码过后再将其唤醒（notify()）;在有多个线程进行等待时，如果需要，可以使用notifyAll()来唤醒所有的等待线程。wait/notify就是线程间的一种协作机制。
等待唤醒中的方法
等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的，使用到的3个方法的含义如下：
- wait：线程不再活动，不再参与调度，进入waitset中，因此不会浪费CPU资源，也不会去竞争锁了，这时的线程状态即是WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知（notify）”在这个对象上等待的线程从waitset中释放出来，重新进入到调度队列（readyqueue）中
- notify：则选取所通知对象的waitset中的一个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座。
- notifyAll：则释放所通知对象的waitset上的全部线程。
注意：
哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不持有锁，所以她需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），成功后才能在当初调用wait方法之后的地方恢复执行。
总结如下：
如果能获取锁，线程就从WAITING状态变成RUNNABLE状态；否则，从waitset出来，又进入entryset，线程就从WAITING状态又变成BLOCKED状态调用wait和notify方法需要注意的细节
- wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。
- wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继承了Object类的。
- wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为：必须要通过锁对象调用这2个方法。
生产者与消费者问题
等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源：
/* 包子铺线程生产包子，吃货线程消费包子。当包子没有时（包子状态为false），吃货线程等待，包子铺线程生产包子 （即包子状态为true），并通知吃货线程（解除吃货的等待状态）,因为已经有包子了，那么包子铺线程进入等待状态。 接下来，吃货线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。如果吃货获取到锁，那么就执行吃包子动作，包子吃完（包 子状态为false），并通知包子铺线程（解除包子铺的等待状态）,吃货线程进入等待。包子铺线程能否进一步执行则取 决于锁的获取情况 */
代码实现
包子类
packagedemo01;
publicclassBaoZi{
Stringpier;
Stringxianer;
booleanflag=false;//包子资源是否存在包子资源状态
}
吃货线程类：
packagedemo01;
publicclassChiHuoextendsThread{
privateBaoZibz;
publicChiHuo(Stringname,BaoZibz){
super(name);
this.bz=bz;
}
@Override
publicvoidrun(){
while(true){
synchronized(bz){
if(bz.flag==false){//没包子
try{
bz.wait();
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("吃货正在吃"+bz.pier+bz.xianer+"包子");
bz.flag=false;
bz.notify();
}
}
}
}
包子铺线程类：
packagedemo01;
publicclassBaoZiPuextendsThread{
privateBaoZibz;
publicBaoZiPu(Stringname,BaoZibz){
super(name);
this.bz=bz;
}
@Override
publicvoidrun(){
intcount=0;
//造包子
while(true){
//同步
synchronized(bz){
if(bz.flag==true){//包子资源存在
try{
bz.wait();
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
//没有包子造包子
System.out.println("包子铺开始做包子");
if(count%2==0){
//冰皮五仁
bz.pier="冰皮";
bz.xianer="五仁";
}else{
//薄皮牛肉大葱
bz.pier="薄皮";
bz.xianer="牛肉大葱";
}
count++;
bz.flag=true;
System.out.println("包子造好了："+bz.pier+bz.xianer);
System.out.println("吃货来吃吧");
//唤醒等待线程（吃货）
bz.notify();
}
}
}
}
测试类：
packagedemo01;
publicclassDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//等待唤醒案例
BaoZibz=newBaoZi();
ChiHuoch=newChiHuo("吃货",bz);
BaoZiPubzp=newBaoZiPu("包子铺",bz);
ch.start();
bzp.start();
}
}
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。
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