线程是操作系统中独立的个体,但这些个体如果不经过特殊的处理就不能成为一个整体。线程间的通信就是成为整体的必用方案之一,可以说,线程间进行通信后,系统之间的交互性会更强大,在大大提高CPU利用率的同时还会使程序员对各线程在处理的过程中进行有效的把控与监督。
等待/通知机制
线程与线程之间不是独立的个体,它们彼此之间可以相互通信和协作。
不使用等待/通知机制实现线程间通信
使用sleep()结合while(true)死循环法来实现多线程间通信。
代码清单1 sleep()结合while(true)实现通信
运行结果如图1所示。虽然两个线程之间实现了通信,但有一个弊端就是,线程ThreadB.java不停地通过while语句轮询机制来检测某一个条件,这样会浪费CPU资源。
如果轮询的时间间隔很小,更浪费CPU资源;如果轮询的时间间隔很大,有可能会取不到想要得到的数据。所以就需要有一种机制来实现减少CPU的资源浪费,而且还可以实现多个线程间通信,它就是“wait/notify”机制。
图1 两个线程互相通信成功
什么是等待/通知机制
对于通过多个线程共同访问同一个变量,可以实现多个线程之间通信,但这种通信机制不是“等待/通知”,两个线程完全会主动式地读取一个共享变量,在花费时间的基础上,读到的值是不是想要的,并不能完全确定。所以现在迫切需要一种“等待/通知”机制来满足的需求。
等待/通知机制的实现
方法wait()的作用是使当前执行代码的线程进行等待,wait()方法是Object类的方法,该方法用来将当前线程置入“预执行队列”中,并且在wait()所在的代码行处停止执行,直到接到通知或被中断为止。在调用wait()之前,线程必须或得该对象的对象级别锁,即只能在同步方法或同步块中调用wait()方法。在执行wait()方法后,当前线程释放锁。在从wait()返回前,线程与其它线程竞争重新或得锁。如果调用wait()时没有持有适当的锁,则抛出IllegalMonitorStateException,它是RuntimeException的一个子类,因此,不需要try-catch语句进行辅捉异常。
方法notify()也要在同步方法或同步块中调用,即在调用前,线程也必须获得该对象的对象级别锁。如果调用notify()时没有持有适当的锁,也会抛出IllegalMonitorStateException。该方法用来通知那些可能等待该对象的对象锁的其他线程,如果有多个线程等待,则由线程规划器随机挑选其中一个呈wait状体的线程,对其发出通知notify,并使它等待获取该对象的对象锁。需要说明的是,在执行notify()方法后,当前线程不会马上释放该对象锁,呈wait状体的线程也并不能马上获取该对象锁,要等待到执行notify()方法的线程将程序执行完毕,也就是退出synchronized代码块后,当前线程才会释放锁,而呈wait状态所在的线程才可以获取该对象锁。当第一个锁得到该对象锁的wait线程执行完毕以后,它会释放该对象锁,此时如果该对象没有再次使用notify语句,则即便该对象已经空闲,其他wait状态等待的线程才可以获取该对象锁。当第一个获得了该对象的wait线程运行完毕后,它会释放掉该对象锁,此时如果该对象没有再次使用notify语句,则即便该对象已经空闲,其他wait状态等待的线程由于没有得到该对象的通知,还会继续阻塞在wait状态,直到这个对象发出一个notify或notifyAll。
用一句话总结一下wait和notify:wait使线程停止运行,而notify使停止的线程继续运行。