java 多线程系列文章列表, 请查看目录: 《java 多线程学习笔记》
1. 线程通信的虚假唤醒
线程虚假唤醒指的是, 本以为满足了唤醒条件, 然后将阻塞的线程唤醒, 但是在开始执行逻辑时, 却不满足唤醒条件.
1.1 Product 类
- 新建两个方法sale()和 purchase(), 需要使用synchronized 关键字修饰
- 使用this.wait()方法阻塞线程, 当使用if包裹wait()方法时, 容易产生虚假唤醒
- 调用notifyAll()通知所有等待线程
public class Product {
private int number = 1;
synchronized public void sale(){
try {
// 如果商品数量小于0 , 则线程等待
if (number <= 0) {
this.wait();
}
System.out.println("售出1件商品, 剩余商品:" + --number);
// 通知所有的等待线程, 可能会产生虚假唤醒
this.notifyAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized public void purchase() {
try {
// 如果商品数量大于10 , 则线程等待
if (number >= 1) {
// 线程休眠, 被唤醒后, 直接从下一行代码执行
this.wait();
}
System.out.println("进货1件商品, 剩余商品:" + ++number);
// 通知所有的等待线程, 可能会产生虚假唤醒
this.notifyAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
1.2 测试类
笔者创建3个消费者和1个生产者线程, 来模拟虚假唤醒的问题.
public class TestProduct {
public static void main(String[] args) {
Product product = new Product();
// 启动三个线程消费
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(){
@Override
public void run() {
while (true) {
product.sale();
ThreadUtil.sleep(5);
}
}
}.start();
}
// 启动一个线程生产
new Thread(){
@Override
public void run() {
while (true) {
product.purchase();
ThreadUtil.sleep(10);
}
}
}.start();
ThreadUtil.sleep(10000);
}
}
1.3 输出
- 从输出结果上可以看出, 商品剩余出现了负数, 这显然是不正确的
- 问题分析: 当库存为0时, 三个消费线程均在等待. 但是当新生产一个商品时, 会唤醒全部的等待线程. 也就是三个消费者线程全部会执行–操作, 也就产生了负数.
Thread-0-售出1件商品, 剩余商品:0
Thread-3-进货1件商品, 剩余商品:1
Thread-2-售出1件商品, 剩余商品:0
Thread-3-进货1件商品, 剩余商品:1
Thread-1-售出1件商品, 剩余商品:0
Thread-0-售出1件商品, 剩余商品:-1
Thread-2-售出1件商品, 剩余商品:-2
Thread-3-进货1件商品, 剩余商品:-1
Thread-2-售出1件商品, 剩余商品:-2
Thread-0-售出1件商品, 剩余商品:-3
2. 虚假唤醒解决方案
官方文档给出, 当使用Object.wait()方法和 Object.notifyAll()方法时, 可能会产生虚假唤醒的情况. 建议使用Object.wait() 方法的地方, 使用while() 包裹.
也就是说, 当等待的线程被唤醒之后, 不要立即执行业务代码, 而是再次进行判断.
2.2 改进方案
仅将sale()方法和 purcharse() 方法中的if关键字替换为 while 即可.
public class Product {
private int number = 1;
synchronized public void sale(){
try {
// 如果商品数量小于0 , 则线程等待
while (number <= 0) {
this.wait();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-售出1件商品, 剩余商品:" + --number);
// 通知所有的等待线程, 可能会产生虚假唤醒
this.notifyAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized public void purchase() {
try {
// 如果商品数量大于10 , 则线程等待
while (number >= 1) {
this.wait();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-进货1件商品, 剩余商品:" + ++number);
// 通知所有的等待线程, 可能会产生虚假唤醒
this.notifyAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2.2 改进后输出
改进之后, 运行正常.
Thread-0-售出1件商品, 剩余商品:0
Thread-3-进货1件商品, 剩余商品:1
Thread-2-售出1件商品, 剩余商品:0
Thread-3-进货1件商品, 剩余商品:1
Thread-1-售出1件商品, 剩余商品:0
Thread-3-进货1件商品, 剩余商品:1
Thread-0-售出1件商品, 剩余商品:0
Thread-3-进货1件商品, 剩余商品:1
Thread-1-售出1件商品, 剩余商品:0