Java多线程解析：notify与notifyAll的使用

Java多线程编程是Java平台的核心特性之一，它允许程序同时执行多个任务，提升应用程序的效率和响应速度。在Java中，线程的控制和协作是通过对象的wait(), notify()和notifyAll()方法实现的，这些方法是Object类的一部分。 `wait()`, `notify()` 和 `notifyAll()` 方法主要在多线程同步中使用，它们涉及到Java中的一个关键概念——监视器锁（Monitor Lock）。监视器锁由synchronized关键字实现，确保同一时间只有一个线程能访问特定的代码块或方法。 1. **wait()**： - 当一个线程调用一个对象的wait()方法时，它会释放该对象的监视器锁，并进入等待状态。线程不会立即恢复，而是必须被其他线程通过调用相同对象的notify()或notifyAll()唤醒。 - 等待的线程会在对象的等待队列中排队，直到获得锁后才能继续执行。 2. **notify()**： - notify()方法会随机选择等待队列中的一个线程，并将其从等待状态唤醒。唤醒的线程并不会立即执行，而是需要重新获取监视器锁。如果有多个线程等待，只有一个线程会被唤醒。 - 唤醒的线程并不是优先级最高的，线程调度器根据其策略决定哪个线程执行。 3. **notifyAll()**： - 相比notify()，notifyAll()会唤醒等待队列中的所有线程。这意味着一旦调用这个方法，所有等待的线程都将尝试重新获取监视器锁。哪个线程能首先获取到锁取决于线程调度器。 在实际编程中，这些方法通常与synchronized块或方法一起使用，以确保线程安全。例如： ```java public class SharedResource { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; if (count == 5) { notifyAll(); // 当计数达到5时，唤醒所有等待的线程 } } public synchronized void decrement() { count--; if (count == 0) { notifyAll(); // 当计数归零时，唤醒所有等待的线程 } } public synchronized void waitMethod() throws InterruptedException { while (count != 5) { wait(); // 如果计数不是5，线程等待 } System.out.println("Count reached 5"); } public synchronized void signalMethod() throws InterruptedException { while (count != 0) { wait(); // 如果计数不是0，线程等待 } System.out.println("Count reached 0"); } } ``` 在这个例子中，`increment()`和`decrement()`方法增加了和减少了`count`的值，并在满足特定条件时唤醒等待的线程。`waitMethod()`和`signalMethod()`展示了如何使用wait()方法使线程等待，直到特定条件满足。 理解进程和线程的概念也很重要。进程是操作系统资源分配的基本单位，拥有独立的内存空间和资源。而线程是CPU调度的基本单位，线程间共享同一进程的资源，通信和同步更方便。在Java中，创建线程有两种方式：继承Thread类和实现Runnable接口。线程的生命周期包括新建、可运行、运行、阻塞和死亡等状态。 多线程编程时需要注意线程安全问题，例如竞态条件、死锁、活锁和饥饿等。适当的同步机制，如synchronized、Lock和Condition，可以防止这些问题的发生，保证程序的正确性和性能。 Java中的`wait()`, `notify()`和`notifyAll()`是实现线程间协作的关键工具，它们用于控制线程的执行顺序和唤醒等待的线程。掌握这些概念和方法，对于编写高效的并发程序至关重要。