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对多线程中的wait(),notify()/notifyAll()的理解


1.线程间的协作?

线程之间相互配合完成工作。存在着一个生产者和一个消费者的角色。例如我们早上去排队买早餐,老板做好之后就会叫我们的场景;该场景中老板相当于是生产者,我们是一个消费者的角色,在收到老板的通知之后去领取自己的早餐。
存在的问题:
1.可能存在不及时的问题,因为消费者去消费的前提是必须生产者已经生成了消息,所以会出现消费者需要等待的情况。
2.消耗更多的资源,维护这个生产-消费的协作模式是需要花费更多的资源的。

2.三个方法的作用是什么?

1.notify():
通知一个在对象上等待的线程,使其从wait 方法返回,而返回的前提是该线程
获取到了对象的锁,没有获得锁的线程重新进入 WAITING 状态。但是唤醒的线程是随机的。
2.notifyAll():
通知所有等待在该对象上的线程
3.wait()
调用该方法的线程进入 WAITING 状态,只有等待另外线程的通知或被中断
才会返回.需要注意,调用 wait()方法后,会释放对象的锁
4.wait(long)
超时等待一段时间,这里的参数时间是毫秒,也就是等待长达n 毫秒,如果没有 通知就超时返回
5.wait (long,int)
对于超时时间更细粒度的控制,可以达到纳秒

3.使用注意事项?

1.消费者需要遵循的规则:
1)获取对象的锁。
2)如果条件不满足,那么调用对象的 wait()方法,被通知后仍要检查条件。
3)需要满足如下的代码规范

synchronized (对象){while(条件不满足) {对象.wait();}对应的处理逻辑}

2.生产者需要遵循的规则:
1)获得对象的锁。
2)改变条件。
3)通知所有等待在对象上的线程。

synchronized (对象){改变条件对象.notifyAll();}

3、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法,无法被重写。
4、wait()使当前线程阻塞,前提是 必须先获得锁,一般配合synchronized 关键字使用,即,一般在synchronized 同步代码块里使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。
5、 由于 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行,说明当前线程一定是获取了锁的。
当线程执行wait()方法时候,会释放当前的锁,然后让出CPU,进入等待状态。
只有当 notify/notifyAll() 被执行时候,才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程,然后继续往下执行,直到执行完synchronized 代码块的代码或是中途遇到wait() ,再次释放锁。
也就是说,notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程,而不会立即释放锁,锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以在编程中,尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区,以唤醒其他线程让其获得锁
6、wait() 需要被try catch包围,以便发生异常中断也可以使wait等待的线程唤醒。
7、notify 和wait 的顺序不能错,如果A线程先执行notify方法,B线程在执行wait方法,那么B线程是无法被唤醒的。
8、notify 和 notifyAll的区别
notify方法只唤醒一个等待(对象的)线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对象,这个方法只会唤醒其中一个线程,选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。notifyAll 会唤醒所有等待(对象的)线程,尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒,推荐使用notifyAll 方法。比如在生产者-消费者里面的使用,每次都需要唤醒所有的消费者或是生产者,以判断程序是否可以继续往下执行。
9、在多线程中要测试某个条件的变化,使用if 还是while?
  要注意,notify唤醒沉睡的线程后,线程会接着上次的执行继续往下执行。所以在进行条件判断时候,可以先把 wait 语句忽略不计来进行考虑;显然,要确保程序一定要执行,并且要保证程序直到满足一定的条件再执行,要使用while进行等待,直到满足条件才继续往下执行。

4.等待超时模式实现一个数据库连接池?

调用场景:调用一个方法时等待一段时间(一般来说是给定一个时间段),
如果该方法能够在给定的时间段之内得到结果,那么将结果立刻返回,反之,超 时返回默认结果。
类似于数据库的连接池的工作原理,获取连接和释放连接。

private static LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();public DBPool(int initialSize) {if (initialSize > 0) {for (int i = 0; i < initialSize; i++) {pool.addLast(SqlConnectImpl.fetchConnection());}}}/*** 释放连接(在连接用完之后归还到连接池)* @param connection*/public void releaseConnection(Connection connection) {if (connection != null) {//TODOsynchronized (pool) {pool.addLast(connection);//此时连接池中已归还一个连接,唤醒其他线程去获取该连接pool.notifyAll();}}}/*** 获取连接* @param mills* @return* @throws InterruptedException*/// 在mills内无法获取到连接,将会返回nullpublic Connection fetchConnection(long mills) throws InterruptedException {//判断是否需要超时处理synchronized (pool) {//表示不需要进行获取连接的等待超时处理if(mills <= 0){//如果连接池为空,则进入等待,否则直接从链表中取出首元素while(pool.isEmpty()) {pool.wait();}return pool.removeFirst();}else{//计算出当前时间的超时时刻long overTimes = System.currentTimeMillis()+mills;long needWait = mills;//判断如果超时情况下,连接池为空,//并且线程还是处于等待超时时间之内的情况下可以继续等待while(pool.isEmpty() && needWait > 0) {pool.wait(needWait);//在每次被唤醒的情况下,因为还存在没有获取到连接的线程,//所以需要计算其他没有获取到连接的线程的剩余等待超时时间needWait = overTimes - System.currentTimeMillis();}//在线程超过了超时时间之后则返回一个nullConnection connection = null;//在某个线程从连接池中获取到连接后则正常返回if(!pool.isEmpty()) {connection = pool.removeFirst();}return connection;}}}
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