java 中的wait()和notify()
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发布时间：2024-12-20 11:19
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Java中的wait()和notify()方法用于实现线程间的同步机制，具体实现于condition variables。它们被用来控制线程执行的顺序，以便在特定条件下协调进程间的通信。例如，在生产者和消费者模型中，wait()和notify()方法被用于解决buffer满和空的问题。
当生产者判断buffer已满时，它会执行wait(full)方法，从而阻塞自己并释放对象锁。与此同时，消费者判断buffer已空时执行wait(empty)方法，同样阻塞自身并释放锁。在生产者生产出第一个产品时，它会调用notify(empty)，随机唤醒等待buffer为空的线程之一。同样，当消费者消费掉第一个产品时，会调用notify(full)来唤醒等待buffer满的线程。这种机制使得线程间的通信变得高效且有序。
为了解决线程间相互竞争的调度问题，可以将生产者和消费者函数放在monitor中执行，确保同一时刻只有一个线程能够进入。这样可以避免信号被浪费和进程在执行中途被调度中断的情况。C语言中没有类似Java的monitor机制，但在Java中，通过synchronized关键字可以实现类似功能，确保在特定对象上进行的同步操作。
在多线程场景中，通过wait()和notify()方法可以实现线程间的协作。例如，在一个生产者和消费者模型中，当buffer满时，所有生产者都会被wait()阻塞，直到消费者调用remove()方法释放一个signal，唤醒一个生产者。虽然wait()和notify()方法不明确指定条件（如buffer满或空），但在同一对象上执行时，这种机制依然能够保证线程间的正确同步。
当需要处理多个生产者和消费者的情况时，可以采用不同的策略。一种方法是将notify()方法更改为notifyAll()，这样可以同时唤醒所有等待的生产者或消费者。另一种方法是每个消费者消费一个产品后调用notify()，每个生产者生产一个产品后调用notify()，这样可以保持生产者和消费者数量的动态平衡，提高运行效率。
总之，Java中的wait()和notify()方法通过monitor和synchronized机制实现线程间的同步，解决了进程间的通信和协调问题。在多线程应用中，这些方法能够有效管理线程执行顺序，保证程序的正确性和高效性。正确理解和使用这些方法对于开发并发程序至关重要。
