Java中的notify和notifyAll方法

一、notify和notifyAll方法的作用

Java中的notify和notifyAll方法是用于线程间通信的机制。在多个线程共同竞争一个锁对象时，当该锁对象被其中一个线程占用时，其他线程需要等待，直到占用该锁对象的线程释放锁。而notify和notifyAll方法可以用来通知其他线程，告知它们可以再次竞争锁对象了。

二、notify和notifyAll方法的区别

notify方法会随机选择一个正在等待该锁对象的线程进行唤醒，而notifyAll方法会唤醒所有正在等待该锁对象的线程。

public class TestNotify {
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new WaitThread(), "wait-thread-1");
        Thread thread2 = new Thread(new WaitThread(), "wait-thread-2");      
        Thread thread3 = new Thread(new NotifyThread(), "notify-thread");

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        thread3.start();
    }

    static class WaitThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " enter synchronized block");
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " leave synchronized block");
            }
        }
    }

    static class NotifyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " enter synchronized block");
                lock.notifyAll();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " leave synchronized block");
            }
        }
    }
}

三、notify和notifyAll方法的使用场景

在实际应用中，notify和notifyAll方法一般用于生产者消费者模型中，用来唤醒等待队列中的消费者线程。在生产者消费者模型中，当生产者向队列中放入数据时，如果队列已经满了，就需要唤醒正在等待的消费者线程；当消费者从队列中取出数据时，如果队列已经空了，就需要唤醒正在等待的生产者线程。

public class WaitNotifyExample {

    public static void main(String[] args) {
        Queue queue = new PriorityQueue<>();

        Thread producer = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                synchronized (queue) {
                    while (queue.size() == 1) {
                        try {
                            queue.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    queue.offer(i);
                    System.out.println("Producer: " + i);
                    queue.notifyAll();
                }
            }
        });

        Thread consumer = new Thread(() -> {
            while (true) {
                synchronized (queue) {
                    while (queue.isEmpty()) {
                        try {
                            queue.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    int number = queue.poll();
                    System.out.println("Consumer: " + number);
                    queue.notifyAll();
                }
            }
        });

        producer.start();
        consumer.start();
    }
}

  

四、notify和notifyAll方法的注意事项

在使用notify和notifyAll方法时，需要注意以下事项：

1. 必须在同步块中调用notify和notifyAll方法，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常；

2. 如果使用notify方法，则在多线程竞争锁时并不能保证哪个线程会收到通知，因此一般使用notifyAll方法；

3. notify和notifyAll方法并不是真正释放锁，只是唤醒等待队列中的线程，当前线程还需要执行完同步块才会释放锁。