java多线程wait时为什么要用while而不是if

对于java多线程的wait()方法,我们在jdk1.6的说明文档里可以看到这样一段话

java多线程wait时为什么要用while而不是if_第1张图片

 

从上面的截图,我们可以看出,在使用wait方法时,需要使用while循环来判断条件十分满足,而不是if,那么我们思考以下,如果使用if会怎么样?

为方便讲解,我们来看一个被广泛使用的生产消费的例子。代码部分参考  郝斌java视频教程  部分改编。

/*
    生产和消费
*/
package multiThread;
 
class SynStack
{
    private char[] data = new char[6];
    private int cnt = 0; //表示数组有效元素的个数
     
    public synchronized void push(char ch)
    {
        if (cnt >= data.length)
        {
            try
            {
                System.out.println("生产线程"+Thread.currentThread().getName()+"准备休眠");
                this.wait();
                System.out.println("生产线程"+Thread.currentThread().getName()+"休眠结束了");
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.notify();
        data[cnt] = ch;
        ++cnt;
        System.out.printf("生产线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在生产第%d个产品,该产品是: %c\n", cnt, ch);
    }
     
    public synchronized char pop()
    {
        char ch;
        if (cnt <= 0)
        {
            try
            {
                System.out.println("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"准备休眠");
                this.wait();
                System.out.println("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"休眠结束了");
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.notify();
        ch = data[cnt-1];
        System.out.printf("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在消费第%d个产品,该产品是: %c\n", cnt, ch);
        --cnt;
        return ch;     
    }  
}
 
class Producer implements Runnable
{
    private SynStack ss = null;
    public Producer(SynStack ss)
    {
        this.ss = ss;
    }
     
    public void run()
    {
        char ch;
        for (int i=0; i<10; ++i)
        {
//          try{
//          Thread.sleep(100);
//          }
//          catch (Exception e){           
//          }
                 
            ch = (char)('a'+i);
            ss.push(ch);
        }
    }
}
 
class Consumer implements Runnable
{
    private SynStack ss = null;
     
    public Consumer(SynStack ss)
    {
        this.ss = ss;
    }
     
    public void run()
    {
        for (int i=0; i<10; ++i)
        {
            /*try{
            Thread.sleep(100);
            }
            catch (Exception e){           
            }*/
             
            //System.out.printf("%c\n", ss.pop());
            ss.pop();
        }
    }
}
 
 
public class TestPC2
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SynStack ss = new SynStack();
        Producer p = new Producer(ss);
        Consumer c = new Consumer(ss);
         
         
        Thread t1 = new Thread(p);
        t1.setName("1号");
        t1.start();
        /*Thread t2 = new Thread(p);
        t2.setName("2号");
        t2.start();*/
                 
        Thread t6 = new Thread(c);
        t6.setName("6号");
        t6.start();
        /*Thread t7 = new Thread(c);
        t7.setName("7号");
        t7.start();*/
    }
}

上面的代码只有一个消费者线程和一个生产者线程,程序运行完美,没有任何错误,那为为什么jdk里面强调要用while呢?

这个问题,我之前也向了很久,同事提到了一点,这个程序如果用到多个生产者和消费者的情况,就会出错,我试了一下,确实会出错。但是我不能明白为什么就会出错。

不是有synchronized关键字加锁了吗?

其实,这里也错在我对wait方法原理的实际运行效果不是很了解,当我在wait方法的前后都加上输出提示语句后,我明白了。

一个线程执行了wait方法以后,它不会再继续执行了,直到被notify唤醒。

那么唤醒以后从何处开始执行?

这是解决这里出错原因的关键。

我们尝试修改代码,实现一个生产线程,两个消费线程。

/*
    生产和消费
*/
package multiThread;

class SynStack 
{
    private char[] data = new char[6];
    private int cnt = 0; //表示数组有效元素的个数
    
    public synchronized void push(char ch)
    {
        if (cnt >= data.length)
        {
            try
            {
                System.out.println("生产线程"+Thread.currentThread().getName()+"准备休眠");
                this.wait();
                System.out.println("生产线程"+Thread.currentThread().getName()+"休眠结束了");
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.notify(); 
        data[cnt] = ch;
        ++cnt;
        System.out.printf("生产线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在生产第%d个产品,该产品是: %c\n", cnt, ch);
    }
    
    public synchronized char pop()
    {
        char ch;
        if (cnt <= 0)
        {
            try
            {
                System.out.println("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"准备休眠");
                this.wait();
                System.out.println("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"休眠结束了");
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.notify();
        ch = data[cnt-1];
        System.out.printf("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在消费第%d个产品,该产品是: %c\n", cnt, ch);
        --cnt;
        return ch;        
    }    
}

class Producer implements Runnable
{
    private SynStack ss = null;
    public Producer(SynStack ss)
    {
        this.ss = ss;
    }
    
    public void run()
    {
        char ch;
        for (int i=0; i<10; ++i)
        {
//            try{
//            Thread.sleep(100);
//            }
//            catch (Exception e){            
//            }
                
            ch = (char)('a'+i);
            ss.push(ch);
        }
    }
}

class Consumer implements Runnable
{
    private SynStack ss = null;
    
    public Consumer(SynStack ss)
    {
        this.ss = ss;
    }
    
    public void run()
    {
        for (int i=0; i<10; ++i)
        {
            /*try{
            Thread.sleep(100);
            }
            catch (Exception e){            
            }*/
            
            //System.out.printf("%c\n", ss.pop());
            ss.pop();
        }
    }
}


public class TestPC2
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SynStack ss = new SynStack();
        Producer p = new Producer(ss);
        Consumer c = new Consumer(ss);
        
        
        Thread t1 = new Thread(p);
        t1.setName("1号");
        t1.start();
        /*Thread t2 = new Thread(p);
        t2.setName("2号");
        t2.start();*/
                
        Thread t6 = new Thread(c);
        t6.setName("6号");
        t6.start();
        Thread t7 = new Thread(c);
        t7.setName("7号");
        t7.start();
    }
}

上面代码就是在main函数里增加了一个消费线程。

然后错误出现了。

java多线程wait时为什么要用while而不是if_第2张图片

数组越界,为什么会这样?

问题的关键就在于7号消费线程唤醒了6号消费线程,而6号消费线程被唤醒以后,它从哪里开始执行是关键!!!!

它会执行

System.out.println("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"休眠结束了");

这行代码。

不是从pop()方法的开始处执行。

那么这跟使用if方法有什么关系?

因为,7号线程唤醒了6号线程,并执行了以下4行代码。

ch = data[cnt-1];
System.out.printf("消费线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在消费第%d个产品,该产品是: %c\n", cnt, ch);
--cnt;
return ch; 

7号线程执行完上面的代码后,cnt就=0了

  又因为6号线程被唤醒时已经处在if方法体内,它不会再去执行if条件判断,所以就顺序往下执行,这个时候执行

ch = data[cnt-1];
就会出现越界异常。
假如使用while就不会,因为当唤醒了6号线程以后,它依然会去执行循环条件检测。所以不可能执行下去,保证了程序的安全。


结论:就是用if判断的话,唤醒后线程会从wait之后的代码开始运行,但是不会重新判断if条件,直接继续运行if代码块之后的代码,而如果使用while的话,也会从wait之后的代码运行,但是唤醒后会重新判断循环条件,如果不成立再执行while代码块之后的代码块,成立的话继续wait。

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