什么是虚假唤醒?
当一定的条件触发时会唤醒很多在阻塞态的线程,但只有部分的线程唤醒是有用的,其余线程的唤醒是多余的。
比如说卖货,如果本来没有货物,突然进了一件货物,这时所有的顾客都被通知了,但是只能一个人买,所以其他人都是无用的通知。
虚假唤醒演示
package com.jeesite.modules.asysutils.test.juc;/*** 线程之间的通信问题:也就是生产者和消费者的问题,通知和唤醒* 线程交替执行,A线程走完,通知B线程去执行。*/
public class A {public static void main(String[] args) {Date date = new Date();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.increment();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "生产者A").start();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.increment();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "生产者B").start();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.decrement();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "消费者C").start();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.decrement();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "消费者D").start();}
}//判断业务,等待,通知
class Date {//资源类private int num = 0;//+1public synchronized void increment() throws InterruptedException {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入");if (num > 0) {this.wait();//当num不等于0时,需要等待}num++;//当++完毕后,需要通知其他线程this.notifyAll();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "计数器:" + num);}public synchronized void decrement() throws InterruptedException {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入");if (num == 0) {this.wait();//当num等于0时,需要等待}num--;//当--完毕后,通知其他线程this.notifyAll();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "计数器:" + num);}
}
执行结果
生产者A进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
生产者B进入
消费者C进入
消费者C计数器:0
消费者C进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
生产者A计数器:2
生产者A进入
生产者B计数器:3
生产者B进入
消费者C计数器:2
消费者C进入
消费者C计数器:1
消费者C进入
消费者C计数器:0
消费者C进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
消费者D进入
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
消费者C计数器:0
生产者B计数器:1
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者A计数器:1
消费者D计数器:0
步骤分析
1、生产者A进入,计数器为0,走过if判断,加1,现值1,生产者A再次进入,交出线程,但是注意一点是已经走过if判断了,下次再执行是直接执行后面的语句
生产者A进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
2、生产者B进入,交出线程,消费者C进入,计数器减1
生产者B进入
消费者C进入
消费者C计数器:0
3、消费者C进入,计数器为0,唤醒生产者B线程,加1,现值1
消费者C进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
4、重点,由于在第一步时A已经走过了if判断,再次执行后面的语句,现在变为了2,生产者A进入,A交出线程,生产者B在上一步已经进入,再次执行后面的语句,现在变为了3
生产者A计数器:2
生产者A进入
生产者B计数器:3
为什么会产生虚假唤醒?
从上面的例子可以看出,同步失败的主要原因有以下几个点:
生产者唤醒了所有处于阻塞队列中的线程,我们希望的是生产者A唤醒的应该是两个消费者,而不是唤醒了生产者B
我们都知道,wait方法的作用是将线程停止执行并送入到阻塞队列中,但是wait方法还有一个操作就是释放锁。因此当生产者A执行wait方法时,该线程就会把它持有的对象锁释放,这样生产者B就可以拿到锁进入synchronized修饰的方法中,即使它被卡在if判断,但被唤醒后它就会又添加一个产品了。
如何解决虚假唤醒?
从上面分析可以知道导致虚假唤醒的原因主要就是一个线程直接在if代码块中被唤醒了,这时它已经跳过了if判断。我们只需要将if判断改为while,这样线程就会被重复判断而不再会跳出判断代码块,从而不会产生虚假唤醒这种情况了。
package com.jeesite.modules.asysutils.test.juc;/*** 线程之间的通信问题:也就是生产者和消费者的问题,通知和唤醒* 线程交替执行,A线程走完,通知B线程去执行。*/
public class A {public static void main(String[] args) {Date date = new Date();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.increment();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "生产者A").start();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.increment();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "生产者B").start();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.decrement();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "消费者C").start();new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {try {date.decrement();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "消费者D").start();}
}//判断业务,等待,通知
class Date {//资源类private int num = 0;//+1public synchronized void increment() throws InterruptedException {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入");while (num > 0) {this.wait();//当num不等于0时,需要等待}num++;//当++完毕后,需要通知其他线程this.notifyAll();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "计数器:" + num);}public synchronized void decrement() throws InterruptedException {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入");while (num == 0) {this.wait();//当num等于0时,需要等待}num--;//当--完毕后,通知其他线程this.notifyAll();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "计数器:" + num);}
}
执行结果
生产者A进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
生产者B进入
消费者C进入
消费者C计数器:0
消费者C进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
消费者C计数器:0
消费者C进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
消费者D进入
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
消费者C计数器:0
消费者C进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
消费者C计数器:0
消费者C进入
生产者A计数器:1
生产者A进入
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者B计数器:1
生产者B进入
消费者C计数器:0
生产者A计数器:1
消费者D计数器:0
消费者D进入
生产者B计数器:1
消费者D计数器:0
可以看出,无论CPU时间片给到哪个线程都不会再发生虚假唤醒了