synchronized,wait,notify使用案例

案例一:两个线程交替打印1-100

public class PrintOneHundred {	
	public static void main(String[] args) {
		Number number=new Number();
		Thread th1=new Thread(number,"线程一");
		Thread th2=new Thread(number,"线程二");
		th1.start();
		th2.start();
	}
}

class Number implements Runnable{
	private int i=0;
	@Override
	public void run() {
		while(true) {
			synchronized (this) {
				//唤醒其他阻塞线程
				notify();
				if(i<100) {
					i++;
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+i);
				}else {
					break;
				}
				try {
					//线程执行完一次进入阻塞状态,等待唤醒
					wait();
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
	
}

生产者消费者问题

public class ProducerAndConsumer {
	
	private final int MAX_LEN=10;
	
	private Queue<Integer> queue=new LinkedList<Integer>();
	
	class Producer extends Thread{
		@Override
		public void run() {
			producer();
		}
		public void producer() {
			while(true) {
				synchronized (queue) {
					while(queue.size()==MAX_LEN) {
						queue.notify();
						System.out.println("当前队列满");
						try {
							queue.wait();
						}catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
					queue.add(1);
					queue.notify();
					System.out.println("生产者生产一条任务,当前队列长度为"+queue.size());
					try {
						Thread.sleep(500);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}
	}
	
	class Consumer extends Thread{
		@Override
		public void run() {
			consumer();
		}
		public void consumer() {
			while(true) {
				synchronized (queue) {
					while(queue.size()==0) {
						queue.notify();
						System.out.println("当前队列为空");
						try {
							queue.wait();
						}catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
					queue.poll();
					queue.notify();
					System.out.println("消费者消费一条任务,当前队列长度为"+queue.size());
					try {
						Thread.sleep(500);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		ProducerAndConsumer pc=new ProducerAndConsumer();
		Producer producer=pc.new Producer();
		Consumer consumer=pc.new Consumer();
		producer.start();
		consumer.start();
	}
}
<think>好的,我现在需要回答用户关于Javasynchronizedwaitnotify的用法及关系的问题。首先,我需要回忆这些关键字的基本概念和它们在多线程编程中的作用。 synchronizedJava中用于实现同步的关键字,可以修饰方法或代码块,确保同一时间只有一个线程能执行该段代码。这解决了线程安全问题,防止多个线程同时访问共享资源导致的数据不一致。如,当多个线程修改同一个变量时,使用synchronized可以确保操作的原子性。 接下来是waitnotify方法。这两个方法属于Object类,必须在synchronized块或方法中使用,否则会抛出IllegalMonitorStateException。wait()的作用是让当前线程释放锁并进入等待状态,直到其他线程调用notify()或notifyAll()来唤醒它。而notify()用于唤醒在此对象监视器上等待的单个线程,如果有多个线程在等待,则选择其中一个唤醒。notifyAll()则会唤醒所有等待的线程,让它们竞争锁。 用户可能想知道这些机制的使用场景。如,生产者-消费者模型是一个经典案例。生产者生产数据时,如果缓冲区已满,就需要等待,直到消费者消费了数据后通知生产者继续生产。同样,消费者在缓冲区为空时等待,直到生产者放入数据后通知消费者。这里,synchronized保护共享缓冲区,waitnotify用于线程间的协调。 需要注意的是,wait()通常放在循环中检查条件,防止虚假唤醒。即使线程被唤醒,也可能条件仍未满足,所以需要再次检查。如: synchronized (lock) { while (conditionNotMet) { lock.wait(); } // 执行操作 } 此外,wait()可以指定超时时间,避免无限等待。而notify()和notifyAll()的选择取决于是否需要唤醒所有等待线程,比如在资源可用时,使用notifyAll()让所有等待线程竞争,可能更公平,但性能开销更大。 用户可能还会疑惑这些方法Lock和Condition的区别。Java并发包中的Lock提供了更灵活的锁机制,Condition则允许更细粒度的等待/通知控制,但synchronizedwait/notify是更基础的机制,适用于简单场景。 在引用中提到的外卖小哥子,说明了在没有协调机制的情况下,线程可能需要不断轮询,效率低下。使用wait/notify可以让线程在条件不满足时等待,而不是忙等,从而节省资源。 总结来说,synchronized用于互斥,确保线程安全;waitnotify用于线程间协作,避免资源浪费。正确使用它们可以编写高效的多线程程序。</think>### Javasynchronizedwaitnotify的用法及关系 #### 1. **synchronized的作用使用场景** - **功能**:`synchronized` 是Java中实现线程同步的关键字,用于修饰代码块或方法,确保同一时刻只有一个线程能执行被保护的代码,从而解决共享资源的线程安全问题[^3]。 - **使用场景**: - 多线程访问共享变量时(如计数器、缓冲区)。 - 需要保证操作的原子性(如银行转账)。 - **示**: ```java public class Counter { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; } } ``` #### 2. **waitnotify的作用协作** - **功能**: - `wait()`:使当前线程释放锁并进入等待状态,直到其他线程调用`notify()`或`notifyAll()`唤醒它。**必须**在`synchronized`块中使用[^2]。 - `notify()`:唤醒一个等待该对象锁的线程;`notifyAll()`:唤醒所有等待的线程。 - **协作机制**: - 典型场景为**生产者-消费者模型**: - 生产者生产数据时,若缓冲区满,则调用`wait()`等待消费者消费。 - 消费者消费数据后,调用`notify()`唤醒生产者继续生产。 - **示**: ```java public class Buffer { private Queue<Integer> queue = new LinkedList<>(); private int capacity = 5; public synchronized void produce(int value) throws InterruptedException { while (queue.size() == capacity) { wait(); // 缓冲区满,等待 } queue.add(value); notifyAll(); // 唤醒所有等待的消费者 } public synchronized int consume() throws InterruptedException { while (queue.isEmpty()) { wait(); // 缓冲区空,等待 } int value = queue.poll(); notifyAll(); // 唤醒所有等待的生产者 return value; } } ``` #### 3. **关键区别注意事项** - **锁的释放**: - `synchronized`执行完毕后自动释放锁。 - `wait()`会**主动释放锁**,而`notify()`仅唤醒线程,**不会释放锁**,需等待同步块结束。 - **条件检查**: - `wait()`应始终在循环中调用,避免虚假唤醒(即使未被通知,线程也可能被唤醒): ```java synchronized (lock) { while (conditionNotMet) { lock.wait(); } // 执行操作 } ``` - **异常处理**: - 若在非同步代码中调用`wait()`或`notify()`,会抛出`IllegalMonitorStateException`[^2]。 #### 4. **典型问题优化** - **死锁风险**: - 若多个线程互相等待且无唤醒机制,可能导致死锁。需确保逻辑上每个等待最终都能被唤醒。 - **性能优化**: - 使用`notifyAll()`可能更安全,但会引入竞争;若明确只有单个线程需唤醒,则用`notify()`。 - 可结合`java.util.concurrent`包中的高级工具(如`Lock`和`Condition`)实现更精细的控制。 #### 5. **应用场景** - **生产者-消费者模型**:如任务队列、消息队列。 - **线程池任务调度**:工作线程等待任务时调用`wait()`,提交任务后调用`notify()`。 - **资源池管理**:数据库连接池的分配回收。
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