【Java并发编程】之十一:线程间通信中notify通知的遗漏(含代码)

    xiaoxiao2022-06-28  29

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        notify通知的遗漏很容易理解,即threadA还没开始wait的时候,threadB已经notify了,这样,threadB通知是没有任何响应的,当threadB退出synchronized代码块后,threadA再开始wait,便会一直阻塞等待,直到被别的线程打断。

     

    遗漏通知的代码

        下面给出一段代码演示通知是如何遗漏的,如下:

    [java]  view plain  copy   public class MissedNotify extends Object {       private Object proceedLock;          public MissedNotify() {           print("in MissedNotify()");           proceedLock = new Object();       }          public void waitToProceed() throws InterruptedException {           print("in waitToProceed() - entered");              synchronized ( proceedLock ) {               print("in waitToProceed() - about to wait()");               proceedLock.wait();               print("in waitToProceed() - back from wait()");           }              print("in waitToProceed() - leaving");       }          public void proceed() {           print("in proceed() - entered");              synchronized ( proceedLock ) {               print("in proceed() - about to notifyAll()");               proceedLock.notifyAll();               print("in proceed() - back from notifyAll()");           }              print("in proceed() - leaving");       }          private static void print(String msg) {           String name = Thread.currentThread().getName();           System.out.println(name + ": " + msg);       }          public static void main(String[] args) {           final MissedNotify mn = new MissedNotify();              Runnable runA = new Runnable() {                   public void run() {                       try {                           //休眠1000ms,大于runB中的500ms,                           //是为了后调用waitToProceed,从而先notifyAll,后wait,                           //从而造成通知的遗漏                           Thread.sleep(1000);                           mn.waitToProceed();                       } catch ( InterruptedException x ) {                           x.printStackTrace();                       }                   }               };              Thread threadA = new Thread(runA, "threadA");           threadA.start();              Runnable runB = new Runnable() {                   public void run() {                       try {                           //休眠500ms,小于runA中的1000ms,                           //是为了先调用proceed,从而先notifyAll,后wait,                           //从而造成通知的遗漏                           Thread.sleep(500);                           mn.proceed();                       } catch ( InterruptedException x ) {                           x.printStackTrace();                       }                   }               };              Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");           threadB.start();              try {                Thread.sleep(10000);           } catch ( InterruptedException x ) {}              //试图打断wait阻塞           print("about to invoke interrupt() on threadA");           threadA.interrupt();       }   }  

        执行结果如下:

     

        分析:由于threadB在执行mn.proceed()之前只休眠了500ms,而threadA在执行mn.waitToProceed()之前休眠了1000ms,因此,threadB会先苏醒,继而执行mn.proceed(),获取到proceedLock的对象锁,继而执行其中的notifyAll(),当退出proceed()方法中的synchronized代码块时,threadA才有机会获取proceedLock的对象锁,继而执行其中的wait()方法,但此时notifyAll()方法已经执行完毕,threadA便漏掉了threadB的通知,便会阻塞下去。后面主线程休眠10秒后,尝试中断threadA线程,使其抛出InterruptedException。

       

    修正后的代码

        为了修正MissedNotify,需要添加一个boolean指示变量,该变量只能在同步代码块内部访问和修改。修改后的代码如下:

    [java]  view plain  copy   public class MissedNotifyFix extends Object {       private Object proceedLock;       //该标志位用来指示线程是否需要等待       private boolean okToProceed;          public MissedNotifyFix() {           print("in MissedNotify()");           proceedLock = new Object();           //先设置为false           okToProceed = false;       }          public void waitToProceed() throws InterruptedException {           print("in waitToProceed() - entered");              synchronized ( proceedLock ) {               print("in waitToProceed() - entered sync block");               //while循环判断,这里不用if的原因是为了防止早期通知               while ( okToProceed == false ) {                   print("in waitToProceed() - about to wait()");                   proceedLock.wait();                   print("in waitToProceed() - back from wait()");               }                  print("in waitToProceed() - leaving sync block");           }              print("in waitToProceed() - leaving");       }          public void proceed() {           print("in proceed() - entered");              synchronized ( proceedLock ) {               print("in proceed() - entered sync block");               //通知之前,将其设置为true,这样即使出现通知遗漏的情况,也不会使线程在wait出阻塞               okToProceed = true;               print("in proceed() - changed okToProceed to true");               proceedLock.notifyAll();               print("in proceed() - just did notifyAll()");                  print("in proceed() - leaving sync block");           }              print("in proceed() - leaving");       }          private static void print(String msg) {           String name = Thread.currentThread().getName();           System.out.println(name + ": " + msg);       }          public static void main(String[] args) {           final MissedNotifyFix mnf = new MissedNotifyFix();              Runnable runA = new Runnable() {                   public void run() {                       try {                           //休眠1000ms,大于runB中的500ms,                           //是为了后调用waitToProceed,从而先notifyAll,后wait,                           Thread.sleep(1000);                           mnf.waitToProceed();                       } catch ( InterruptedException x ) {                           x.printStackTrace();                       }                   }               };              Thread threadA = new Thread(runA, "threadA");           threadA.start();              Runnable runB = new Runnable() {                   public void run() {                       try {                           //休眠500ms,小于runA中的1000ms,                           //是为了先调用proceed,从而先notifyAll,后wait,                           Thread.sleep(500);                           mnf.proceed();                       } catch ( InterruptedException x ) {                           x.printStackTrace();                       }                   }               };              Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");           threadB.start();              try {                Thread.sleep(10000);           } catch ( InterruptedException x ) {}              print("about to invoke interrupt() on threadA");           threadA.interrupt();       }   }  

        执行结果如下:

        注意代码中加了注释的部分,在threadB进行通知之前,先将okToProceed置为true,这样如果threadA将通知遗漏,那么就不会进入while循环,也便不会执行wait方法,线程也就不会阻塞。如果通知没有被遗漏,wait方法返回后,okToProceed已经被置为true,下次while循环判断条件不成立,便会退出循环。

        这样,通过标志位和wait、notifyAll的配合使用,便避免了通知遗漏而造成的阻塞问题。

     

       总结:在使用线程的等待/通知机制时,一般都要配合一个boolean变量值(或者其他能够判断真假的条件),在notify之前改变该boolean变量的值,让wait返回后能够退出while循环(一般都要在wait方法外围加一层while循环,以防止早期通知),或在通知被遗漏后,不会被阻塞在wait方法处。这样便保证了程序的正确性。

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