1 用 synchronized 实现等待 - 通知机制
在 Java 语言里,等待 - 通知机制可以有多种实现方式,比如 Java 语言内置的 synchronized 配合 wait()、notify()、notifyAll() 这三个方法就能轻松实现。
同一时刻,只允许一个线程进入 synchronized 保护的临界区,当有一个线程进入临界区后,其他线程就只能进入等待队列里等待。这个等待队列和互斥锁是一对一的关系,每个互斥锁都有自己独立的等待队列。
当调用 wait() 方法后,当前线程就会被阻塞,并且进入到右边的等待队列中,这个等待队列也是互斥锁的等待队列。 线程在进入等待队列的同时,会释放持有的互斥锁,线程释放锁后,其他线程就有机会获得锁,并进入临界区了。
那线程要求的条件满足时,Java 对象的 notify() 和 notifyAll() 方法通知这个等待的线程。当条件满足时调用 notify(),会通知等待队列(互斥锁的等待队列)中的线程,告诉它条件曾经满足过。
2 一个更好地资源分配器
等待 - 通知机制的基本原理搞清楚后,我们就来看看它如何解决一次性申请转出账户和转入账户的问题吧。在这个等待 - 通知机制中,我们需要考虑以下四个要素。
- 互斥锁:上一篇文章我们提到 Allocator 需要是单例的,所以我们可以用 this 作为互斥锁。
- 线程要求的条件:转出账户和转入账户都没有被分配过。
- 何时等待:线程要求的条件不满足就等待。
- 何时通知:当有线程释放账户时就通知。
class Allocator {
private List<Object> als;
// 一次性申请所有资源
synchronized void apply(
Object from, Object to){
// 经典写法
while(als.contains(from) ||
als.contains(to)){
try{
wait();
}catch(Exception e){
}
}
als.add(from);
als.add(to);
}
// 归还资源
synchronized void free(
Object from, Object to){
als.remove(from);
als.remove(to);
notifyAll();
}
}
3 尽量使用 notifyAll()
为什么不使用 notify() 呢?这二者是有区别的,
- notify() 是会随机地通知等待队列中的一个线程,
- notifyAll() 会通知等待队列中的所有线程。
从感觉上来讲,应该是 notify() 更好一些,因为即便通知所有线程,也只有一个线程能够进入临界区。但那所谓的感觉往往都蕴藏着风险,实际上使用 notify() 也很有风险,它的风险在于可能导致某些线程永远不会被通知到。