学习：notify()会立刻释放锁么?

最新推荐文章于 2025-03-07 19:28:34 发布

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分类专栏： JAVA 文章标签： java 多线程并发编程后端

原文链接：https://www.jianshu.com/p/ffc0c755fd8d

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学习：notify()会立刻释放锁么?

从咸鱼君0808的文章《notify()会立刻释放锁么?》收货很大，因此写了一点学习小结，并转载了文章。先给出结论，需要等退出synchronized作用范围，才会释放该对象锁，当然如果notify是最后一句代码，可以近似于立即释放锁了。

在看咸鱼君0808的文章过程中，也顺带复习了notify和wait方法的要点，回想起之前在一个抢单测试项目中用到了ReentrantLock和这两个方法。主要的逻辑是：用户申请叫车服务后，该线程进入wait状态；另外司机同时进行抢单，如果抢单成功，将notify正在wait的线程。当然这只是初级的实现抢单的场景，该测试项目中如果司机数量不足，会有太多的线程等待从而大量占用系统资源，采用异步的方式更符合实际场景。

知识点温习：

加锁就是获取monitor，monitor是存放在每个对象object头部信息中。
调用wait方法会让该线程释放锁（放弃monitor使用权），进入等待唤醒状态。
notify也是让该线程释放锁，并通知其它线程该去获取锁了。被唤醒的线程获取锁的过程也是需要通过竞争，不能直接获取。
从咸鱼君0808的**另外一篇文章**中可以得知，唤醒机制依赖jdk中jvm的实现方法，可能是顺序，也可能是随机。
在jdk1.8中，hotspot使用的是DequeueWaiter顺序的方式，被线程notify唤醒的是先进先出原则。如果遇到竞争，就会通过synchronized的机制（本身是不公平锁），随机唤醒一个线程。

以下内容转载于咸鱼君0808：https://www.jianshu.com/p/ffc0c755fd8d，有一两处有简单调整断句和格式。

前言

前面介绍了Synchronized关键词的原理与优化分析，Synchronized的重要不言而喻, 而作为配合Synchronized使用的另外两个关键字也显得格外重要.

今天, 来聊聊配合Object基类的

wait()
notify()

这两个方法的实现,为多线程协作提供了保证。

定义

我们先看看 JDK 中的定义：

public final native void notify();

其中有 3 个方法是 native 的，也就是由虚拟机本地的 c 代码执行的。

ps: native 即 JNI（Java Native Interface）,

Java平台提供的用户和本地C代码进行互操作的API，即通过jvm来实现

虽然有 2 个 wait 重载方法，但最终还是调用了 wait（long）方法。

1. wait方法

wait是要释放对象锁，进入等待池。
必须要写在synchronized代码块中，否则会报异常。因为要释放对象锁，必须要先要获得锁。

2. notify方法

也需要写在synchronized代码块中，先获得该对象的锁，才能进行唤醒操作。
notify,notifyAll, 唤醒等待该对象同步锁的线程（等待状态）,并放入该对象的锁池中。
对象的锁池中线程可以去竞争得到对象锁，然后开始执行。

注意

（1） 如果是通过notify来唤起的线程，那进入wait的线程会被随机唤醒
注意: 实际上, hotspot是顺序唤醒的!! 这是个重点! 有疑惑的点击传送大佬问我: notify()是随机唤醒线程么?

（2）如果是通过notifyAll唤起的线程, 默认情况是最后进入的会先被唤起来,即LIFO的策略。（这部分有码友质疑，应该也是和不同jvm中实现的策略有关）

（3）比较重要的是: notify()或者notifyAll()调用时并不会真正释放对象锁, 必须等到synchronized方法或者语法块执行完才真正释放锁.**

举个例子:

public void test()
{
    Object object = new Object();
    synchronized (object){
        object.notifyAll();
        while (true){
        }
    }
}

如上, 虽然调用了notifyAll, 但是紧接着进入了一个死循环。

这会导致一直不能出临界区, 一直不能释放对象锁。

所以，即使它把所有在等待池中的线程都唤醒放到了对象的锁池中，

但是锁池中的所有线程都不会运行，因为他们始终拿不到锁。

案例分析

为了说明wait() 和notify()方法的功能,

我们举个例子

public class WaitNotifyCase {

public static void main(String[] args) {
  final Object lock = new Object();

  new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("线程 A 等待 获得 锁");
          synchronized (lock) {
              try {
                  System.out.println("线程 A 获得 锁");
                  TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                  System.out.println("线程 A 开始 执行 wait() ");
                  lock.wait();
                  System.out.println("线程 A 结束 执行 wait()");
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  }).start();

  new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("线程 B 等待 获得 锁");
          synchronized (lock) {
              System.out.println("线程 B 获得 锁");
              try {
                  TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              lock.notify();
              System.out.println("线程 B 执行 notify()");
          }
      }
  }).start();
}
}

执行结果：

线程 A 等待 获得 锁
线程 A 获得 锁

线程 B 等待 获得 锁

线程 A 开始 执行 wait()

线程 B 获得 锁
线程 B 执行 notify()

线程 A 结束 执行 wait()

使用时切记：必须由同一个lock对象调用wait、notify方法

当线程A执行wait方法时，该线程会被挂起；
当线程B执行notify方法时，会唤醒一个被挂起的线程A；

lock对象、线程A和线程B三者是一种什么关系？

根据上面的案例，可以想象一个场景：

lock对象维护了一个等待队列list；
线程A中执行lock的wait方法，把线程A保存到list中；
线程B中执行lock的notify方法，从等待队列中取出线程A继续执行；

几个疑问

问题一: 为何wait&notify必须要加synchronized锁?

从实现上来说，这个synchronized锁至关重要!

正因为这把锁，才能让整个wait/notify运转起来.

当然我觉得其实通过其他的方式也可以实现类似的机制,

不过hotspot至少是完全依赖这把锁来实现wait/notify的.

static void Sort(int [] array) {
    // synchronize this operation so that some other thread can't
    // manipulate the array while we are sorting it. This assumes that other
    // threads also synchronize their accesses to the array.
    synchronized(array) {
        // now sort elements in array
    }
}

synchronized代码块通过javap生成的字节码中包含monitorenter 和 monitorexit 指令

如下图所示：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vOSiF19q-1606972589683)(/Users/susunsheng/OneDrive - Tsinghua University/typora/image//image-20201203121915967.png)]

执行monitorenter指令可以获取对象的monitor，

而lock.wait()方法通过调用native方法wait(0)实现，其中接口注释中有这么一句：