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java中wait如何使用

2026-02-22 21:40:33 | 排行榜单 | admin | 9863°c

在Java中，wait方法用于线程的同步，主要通过释放锁并进入等待状态直到被唤醒。使用wait方法的核心要点包括：必须在同步块或同步方法中调用、必须配合notify或notifyAll方法使用、避免过度依赖wait造成死锁等。接下来，我们详细解释其中一个要点——必须在同步块或同步方法中调用。

在同步块或同步方法中调用：wait方法属于Object类，其调用必须在同步块或同步方法中进行，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。这意味着调用wait的线程必须持有该对象的监视器锁。wait方法使当前线程暂停执行，并释放持有的锁，直到被其他线程通过notify或notifyAll方法唤醒。以下是一个简单的示例：

synchronized (lock) {

lock.wait();

}

一、同步机制基础

Java中的同步机制是通过monitor对象实现的，每个对象都有一个隐含的锁（或监视器锁）。当一个线程进入对象的同步方法或同步代码块时，它获取该对象的监视器锁，并在退出同步方法或代码块时释放锁。wait方法与notify和notifyAll方法一起，用于协调线程间的通信。为了更深入理解这些机制，我们需要先了解一些基本概念。

1.1、线程和进程

线程是CPU调度的基本单位，一个进程可以包含多个线程。Java的多线程机制允许程序同时执行多个线程，从而提高程序的性能和响应能力。

1.2、线程的状态

Java线程有六种状态：新建（NEW）、运行（RUNNABLE）、阻塞（BLOCKED）、等待（WAITING）、超时等待（TIMED_WAITING）和终止（TERMINATED）。wait方法使线程进入等待状态，直到被唤醒。

二、wait方法的使用

wait方法是Java中线程同步的核心方法之一。它被设计用来使当前线程等待，直到其他线程调用同一对象的notify或notifyAll方法。

2.1、基本用法

在使用wait方法时，需要注意以下几点：

必须在同步块或同步方法中调用。

调用wait方法时，当前线程必须持有对象的监视器锁。

wait方法会释放当前线程持有的监视器锁，并使线程进入等待状态。

以下是一个简单的例子，展示了如何使用wait方法：

class SharedResource {

private boolean condition = false;

public synchronized void doWait() throws InterruptedException {

while (!condition) {

wait();

}

// 执行某些操作

}

public synchronized void doNotify() {

condition = true;

notify();

}

public class WaitNotifyExample {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

SharedResource resource = new SharedResource();

Thread t1 = new Thread(() -> {

try {

resource.doWait();

System.out.println("Thread 1 resumed");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

});

Thread t2 = new Thread(() -> {

try {

Thread.sleep(1000);

resource.doNotify();

System.out.println("Thread 2 notified");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

});

t1.start();

t2.start();

t1.join();

t2.join();

}

三、notify和notifyAll方法

notify和notifyAll方法用于唤醒等待在对象监视器上的一个或所有线程。

3.1、notify方法

notify方法用于唤醒一个等待在对象监视器上的线程。如果有多个线程等待，则选择其中一个唤醒，具体选择由线程调度器决定。

public synchronized void doNotify() {

condition = true;

notify();

}

3.2、notifyAll方法

notifyAll方法用于唤醒所有等待在对象监视器上的线程。被唤醒的线程会争夺监视器锁，只有一个线程能够成功获取锁并继续执行。

public synchronized void doNotifyAll() {

condition = true;

notifyAll();

}

四、wait方法的超时版本

wait方法还有两个超时版本：wait(long timeout)和wait(long timeout, int nanos)。这两个方法允许线程在指定时间后自动唤醒，以避免永久等待。

4.1、wait(long timeout)

wait(long timeout)方法使当前线程等待直到被唤醒或指定时间已过。时间单位为毫秒。

synchronized (lock) {

lock.wait(1000); // 等待1秒

}

4.2、wait(long timeout, int nanos)

wait(long timeout, int nanos)方法使当前线程等待直到被唤醒或指定时间已过。时间单位为毫秒和纳秒。

synchronized (lock) {

lock.wait(1000, 500); // 等待1秒和500纳秒

}

五、使用wait方法的注意事项

在使用wait方法时，有一些重要的注意事项需要牢记，以避免常见的错误和潜在的陷阱。

5.1、避免死锁

死锁是指两个或多个线程互相等待对方释放锁，从而导致它们都无法继续执行。为了避免死锁，应尽量减少持有锁的时间，并避免在持有锁时调用外部方法。

5.2、避免假唤醒

假唤醒是指线程被唤醒后发现条件仍未满足的情况。为了应对假唤醒，应始终在循环中调用wait方法，并在循环中检查条件。

synchronized (lock) {

while (!condition) {

lock.wait();

}

// 执行某些操作

}

5.3、正确处理中断

在调用wait方法时，线程可能会被中断，从而抛出InterruptedException。应在适当的位置捕获并处理此异常。

try {

synchronized (lock) {

lock.wait();

}

} catch (InterruptedException e) {

Thread.currentThread().interrupt(); // 恢复中断状态

}

六、实践中的应用场景

wait方法在实际编程中有许多应用场景，尤其在多线程环境下。以下是一些常见的应用场景。

6.1、生产者-消费者模型

在生产者-消费者模型中，wait和notify方法用于协调生产者线程和消费者线程的工作。生产者线程生成数据并放入缓冲区，消费者线程从缓冲区取出数据进行处理。

class Buffer {

private Queue queue = new LinkedList<>();

private int capacity;

public Buffer(int capacity) {

this.capacity = capacity;

}

public synchronized void produce(int value) throws InterruptedException {

while (queue.size() == capacity) {

wait();

}

queue.add(value);

notifyAll();

}

public synchronized int consume() throws InterruptedException {

while (queue.isEmpty()) {

wait();

}

int value = queue.poll();

notifyAll();

return value;

}

public class ProducerConsumerExample {

public static void main(String[] args) {

Buffer buffer = new Buffer(10);

Runnable producer = () -> {

try {

for (int i = 0; i < 100; i++) {

buffer.produce(i);

System.out.println("Produced: " + i);

}

} catch (InterruptedException e) {

Thread.currentThread().interrupt();

}

};

Runnable consumer = () -> {

try {

for (int i = 0; i < 100; i++) {

int value = buffer.consume();

System.out.println("Consumed: " + value);

}

} catch (InterruptedException e) {

Thread.currentThread().interrupt();

}

};

new Thread(producer).start();

new Thread(consumer).start();

}

6.2、任务调度

在任务调度系统中，wait和notify方法可以用于协调任务的执行。例如，一个线程可以等待某个任务完成后再继续执行。

class TaskScheduler {

private boolean taskCompleted = false;

public synchronized void waitForTask() throws InterruptedException {

while (!taskCompleted) {

wait();

}

public synchronized void completeTask() {

taskCompleted = true;

notifyAll();

}

public class TaskSchedulerExample {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

TaskScheduler scheduler = new TaskScheduler();

Thread worker = new Thread(() -> {

try {

Thread.sleep(2000); // 模拟任务执行时间

scheduler.completeTask();

System.out.println("Task completed");

} catch (InterruptedException e) {

Thread.currentThread().interrupt();

}

});

worker.start();

scheduler.waitForTask();

System.out.println("Main thread resumed");

}

七、常见问题排查

在使用wait方法时，可能会遇到一些常见的问题。以下是一些常见问题及其解决方案。

7.1、IllegalMonitorStateException

如果在非同步块或非同步方法中调用wait方法，会抛出IllegalMonitorStateException异常。确保调用wait方法时，线程持有对象的监视器锁。

7.2、线程永远等待

如果没有其他线程调用notify或notifyAll方法，等待线程将永远处于等待状态。确保在适当的位置调用notify或notifyAll方法。

7.3、假唤醒

假唤醒是指线程被唤醒后发现条件仍未满足的情况。应始终在循环中调用wait方法，并在循环中检查条件。

八、总结

在Java中，wait方法是线程同步的关键方法之一。它使当前线程等待，直到被其他线程通过notify或notifyAll方法唤醒。使用wait方法时，需要确保在同步块或同步方法中调用，并注意避免死锁、假唤醒和正确处理中断。在实际应用中，wait方法广泛用于生产者-消费者模型、任务调度等场景。通过合理使用wait方法，可以有效地协调多线程环境下的线程通信，提升程序的性能和可靠性。