1. 简介
当多个线程需要协同工作时,我们需要使用Java中的wait()方法来实现线程之间的同步。该方法会使线程暂停执行并释放占用的锁,直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法来通知它恢复执行。
2. wait()方法的使用
1. wait()方法的语法
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException; public final void wait() throws InterruptedException;
wait()方法有三个重载形式:
- wait(long timeout):使当前线程等待指定的毫秒数,或直到被通知或中断。
- wait(long timeout, int nanos):与wait(long timeout)相似,但增加了纳秒级别的精度。
- wait():使当前线程一直等待,直到被通知或中断。
2. wait()方法的原理
当线程调用wait()方法时,它会释放掉占有的锁,并让自己进入等待状态,直到其他线程调用了notify()或notifyAll()方法来通知它。
调用wait()方法的线程必须拥有该对象的锁。如果没有,则会抛出IllegalMonitorStateException异常。
一旦线程被通知,它会重新尝试获取锁,并继续执行。
3. wait()方法的应用场景
wait()方法通常用于实现线程之间的同步。下面是一些常见的wait()方法的应用场景:
- 生产者和消费者模式:使用wait()和notify()方法来协调生产者和消费者线程的工作。当队列为空时,消费者线程会调用wait()方法等待生产者放入数据;而当队列已满时,生产者线程会调用wait()方法等待消费者取走数据。
- 多线程协作:当多个线程需要互相协作时,可以使用wait()和notify()方法来实现线程之间的通信。
3. 示例代码
1. 生产者与消费者
class Producer extends Thread { Queuequeue; Producer(Queue queue) { this.queue = queue; } public void run() { while (true) { synchronized (queue) { while (queue.size() >= 10) { try { queue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("生产者生产数据: " + queue.size()); queue.offer(1); queue.notifyAll(); } } } } class Consumer extends Thread { Queue queue; Consumer(Queue queue) { this.queue = queue; } public void run() { while (true) { synchronized (queue) { while (queue.isEmpty()) { try { queue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("消费者消费数据: " + queue.size()); queue.poll(); queue.notifyAll(); } } } } public class Main { public static void main(String[] args) { Queue queue = new LinkedList<>(); Thread producer = new Producer(queue); Thread consumer = new Consumer(queue); producer.start(); consumer.start(); } }
2. 多线程协作
class Worker extends Thread { private int id; private Object prev; private Object cur; Worker(int id, Object prev, Object cur) { this.id = id; this.prev = prev; this.cur = cur; } public void run() { while (true) { synchronized (prev) { synchronized (cur) { System.out.println("Worker " + id + " is working."); cur.notifyAll(); } try { prev.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } } public class Main { private static final int n = 5; public static void main(String[] args) { Object[] objects = new Object[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { objects[i] = new Object(); } Thread[] threads = new Thread[n]; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { threads[i] = new Worker(i, objects[i], objects[i + 1]); } threads[n - 1] = new Worker(n - 1, objects[n - 1], objects[0]); for (Thread t : threads) { t.start(); } } }
4. 总结
本文介绍了Java中的wait()方法,包括其语法、原理和应用场景。我们通过两个示例代码来演示了wait()方法的应用,一个是生产者和消费者模式,一个是多线程协作场景。wait()方法是实现线程之间同步通信的重要工具,我们在实际开发中需要充分理解其原理和应用场景,并适当运用它来提高应用程序的性能和稳定性。