Java编程语言中notify方法的作用及使用详解

更新时间:2024-04-06 11:21:09   人气:8356
在Java编程语言的并发处理领域,`java.lang.Object`类中的两个关键性同步原语——wait()和notify()/notifyAll()扮演着至关重要的角色。本文将深入探讨其中的 notify 方法及其具体应用。

首先理解一下基础概念,在多线程环境下,为了保证共享资源的安全访问与状态一致性问题,常常需要对代码块进行同步控制,而Object对象提供的这些内置方法正是实现这一目标的关键工具之一。

**1. `notify()`方法作用**

`notify()`是Java中用于唤醒一个正在等待(blocked)于该对象监视器上的单个线程的方法。当某个线程调用object.notify()时,它会选择从因执行了相同对象上 wait() 而进入阻塞队列的一个线程,并将其移出队列并置为就绪态(ready),但并不意味着立即获得CPU运行时间片开始执行;实际何时能继续执行取决于操作系统的调度策略以及是否有更高优先级的任务处于可执行状态。

需要注意的是,由于其随机选择性的特点,如果存在多个线程都在同一对象上调用了wait()方法,则无法预知哪一个会由notify()唤起。同时,被通知到的线程还需重新获取锁才能真正恢复执行。

**2. 使用场景及注意事项:**

- **条件变量模式**: 在生产者消费者模型、数据库连接池等经典应用场景下,通常配合while循环+wait/notify来实现在满足特定条件下才允许某些动作的发生。例如,产品容器满或空的时候分别通过notifyProducer(), notifyConsumer()方式告知相应线程可以行动。

java

synchronized (this) {
while (productQueue.isEmpty()) { // 没有产品的状况
this.wait(); // 当前生产线程让出 CPU 并挂起自己
}

Product p = productQueue.poll();
System.out.println("消费了一个产品");

if(productQueue.size()<threshold){ // 唤醒可能存在的待产线程
this.notify();
}
}


- **释放锁与重获锁过程**:

- 线程A在一个`synchronized(obj)`代码块内调用obj.wait()后,将会自动释放持有的 obj 对象锁。
- 进入WAITING或者TIMED_WAITING状态,直到其他线程B对该对象obj调用notify()或notifyAll()方法,这时线程A会被放到“entry set”准备再次竞争这个 monitor 锁。
- 注意即使被唤醒也并非立刻就能得到锁去继续往下执行,还需要参与新一轮的竞争机制以确保公平性和避免死锁等问题发生。

- **异常情况**:

若在线程等待过程中抛出了InterruptedException异常,则当前线程也会退出等待状态变为终止状态。因此推荐的做法是在捕获此异常之后再决定是否真的要中断线程任务。

总结来说,Java 中 Object 类型的 notify() 方法主要用于解决线程间的通信协调问题,巧妙利用它可以有效地管理资源共享和进程间协作行为。然而它的正确高效运用却要求开发者充分理解和掌握 Java 多线程环境下的各种复杂特性,并遵循一定的设计原则和最佳实践来进行程序编写。此外,尽管 notify 和 synchronized 结合能够很好地服务于许多场合,但在更复杂的协同需求面前,JDK 提供的高级并发库如 Condition 或 Phaser 可提供更为灵活强大的解决方案。