基礎篇:wait與notify與notifyAll(八)

這篇文章主要講解多線程編程中 wait與notify與notifyAll 這三個方法的運用，瞭解了它們的基本用法後，我們再寫個 “積累能量---放大招”  的例子來整合演示這幾個方法的協作運用；

見名之意，wait是等待的意思，當在線程A內調用wait()時，線程A將暫停運行，直到其它的線程通過調用notify或者notifyAll方法喚醒它爲止；

這三個方法都是從Object類繼承而來的，它們必須運行在持鎖的代碼中，否則將拋出異常，想一想，爲什麼這些方法會定義在Object中，又爲什麼必須運行在持鎖的情況下呢？答案提示：想想同步的意義...

wait與notifyAll的用法：

我們先下一個結論：wait是會釋放鎖的，而sleep是不會釋放鎖的！接下來我們來看代碼:

class TempObj{
	
	//用來證明sleep是不會釋放鎖的
	public synchronized void bySleep(){
		System.out.println("tempObj.bySleep()");
		try {
			TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	//用來證明wait是會釋放鎖的
	public synchronized void byWait(){
		System.out.println("tempObj.byWait()");
		//調用wait，使當前線程進入等待狀態
		try {
			wait();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public synchronized void show(){
		//正常輸出內容
		System.out.println("tempObj.show()");
	} 
}

//演示sleep不會釋放鎖，而wait是會釋放鎖的
	public static void sleepAndWait() throws InterruptedException{
		final TempObj obj = new TempObj();
		//線程T1
		Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				System.out.println("run thread t1");
//				obj.bySleep(); //代碼1處
				obj.byWait();
				System.out.println("run thread t1...over...");
			}
		});
		
		//線程T2
		Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				System.out.println("run thread t2");
				obj.show();
				System.out.println("run thread t2...over");
			}
		});
		
		ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
		exec.execute(t1);
		TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
		exec.execute(t2);
		exec.shutdown();
	}

輸出******************************************************************

run thread t1
tempObj.byWait()
run thread t2
tempObj.show()
run thread t2...over

**********************************************************************'

我們開啓了兩個線程T1以及T2，t1先運行，首先打印出【run thread t1】，

它在內部將調用TempObj的byWait方法，接着打印出【tempObj.byWait()】，

接下來在它內部調用了wait()，這將導致當前線程阻塞且釋放鎖，所以沒有打印出【run thread t1...over...】；

而T2線程調用了TempObj的show方法，此時T1已釋放了鎖，所以能打印出【tempObj.show()】

如果我們將obj.byWait()方法註釋，然後將Obj.bySleep()註釋取消，則結果又會是怎樣呢，我們來看看輸出：

輸出******************************************************************

run thread t1
tempObj.bySleep()
run thread t2

**********************************************************************'

由於sleep是不會釋放鎖的，所以T2線程自然無法調用show()方法咯！

我們注意到第一次輸出還少了個內容【run thread t1...over...】 ，這是因爲T1線程一直在等待，而T2線程直接運行完畢並沒有喚醒它，我們稍微改一下代碼：

	public synchronized void show(){
		//正常輸出內容
		System.out.println("tempObj.show()");
		//喚醒正在等待當前對象鎖的所有線程，T1線程正在等待此對象鎖
		notifyAll();
	} 

再次運行，輸出**************************************************************

run thread t1
tempObj.byWait()
run thread t2
tempObj.show()
run thread t2...over
run thread t1...over...

******************************************************************************

沒錯，T2線程與T1線程都運行完畢，這就是我們想要的！

現在我們來思考一個問題，notify只會喚醒等待當前對象鎖的單個線程，但它到底會喚醒哪個線程呢?是隨機的嗎？  notifyAll將喚醒等待當前對象鎖的全部線程，那喚醒的順序又是怎樣的呢？我們寫段代碼來試驗一下！

	//演示notify,notifyAll 的喚醒順序
	public static void notifyAndNotifyAll() throws InterruptedException{
		class Temp{
			public synchronized void show(){
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".temp.show()");
				try {
					wait();
				} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
				
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".temp.show()...over...");
			}
		}
		
		final Temp temp = new Temp();
		class MyThread extends Thread{
			public MyThread( String name ) {
				super.setName(name);
			}
			@Override
			public void run() {
				temp.show();
			}
		}
		
		ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			exec.execute(new MyThread("線程"+i));
		}
		
		TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
		//注意，wait以及notify等方法調用，必須是在持有其對象鎖的情況下！
		synchronized (temp) {
			temp.notify();
//			temp.notifyAll();
		}
		exec.shutdown();
	}

這代碼比較簡單，我們開啓5個線程去調用temp.show()，這裏將先輸出【線程名字.temp.show()】，然後被阻塞， 被阻塞後，我們分別調用notify()和notifyAll()看看線程被喚醒的順序 ； 我們來看notify()

輸出**************************************************************************

pool-1-thread-1.temp.show()
pool-1-thread-4.temp.show()
pool-1-thread-3.temp.show()
pool-1-thread-5.temp.show()
pool-1-thread-2.temp.show()
pool-1-thread-1.temp.show()...over...

*******************************************************************************

我們在將註釋取消，看看notifyAll()

輸出**************************************************************************

pool-1-thread-2.temp.show()
pool-1-thread-3.temp.show()
pool-1-thread-1.temp.show()
pool-1-thread-5.temp.show()
pool-1-thread-4.temp.show()
pool-1-thread-4.temp.show()...over...
pool-1-thread-5.temp.show()...over...
pool-1-thread-1.temp.show()...over...
pool-1-thread-3.temp.show()...over...
pool-1-thread-2.temp.show()...over...

******************************************************************************

Ok，通過輸出我們得出結論；notify是先喚醒第一個被阻塞的線程； 而notifyAll則相反，它先喚醒最後一個被阻塞的線程！

現在我們知道了這幾個方法的基本用法，下一章我們來寫一 個“積累能量---放大招”  的例子來整合演示這幾個方法的協作運用；