【Java】【多執行緒】兩個執行緒間的通訊、wait、notify、notifyAll

等待喚醒機制：wait()、notify()

1、什麼時候需要通訊

• 多個執行緒併發執行時, 在預設情況下CPU是隨機切換執行緒的
• 如果我們希望他們有規律的執行, 就可以使用通訊, 例如每個執行緒執行一次列印，輪流執行

2、怎麼通訊

• 如果希望執行緒等待, 就呼叫wait()
• 如果希望喚醒等待的執行緒, 就呼叫notify();
• 這兩個方法必須在同步程式碼中執行, 並且使用同步鎖物件來呼叫，this

public class Demo1_Notify {
	/**
	 * @param args
	 * 等待喚醒機制
	 */
	public static void main(String[] args) {
		final Printer p = new Printer();
		
		new Thread() {       //執行緒1
			public void run() {
				while(true) {
					try {
						p.print1();
					} catch (InterruptedException e) {
						
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}.start();
		
		new Thread() {   //執行緒2
			public void run() {
				while(true) {
					try {
						p.print2();
					} catch (InterruptedException e) {
						
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}.start();
	}
}

//等待喚醒機制
class Printer {
	private int flag = 1;
	public void print1() throws InterruptedException {							
		synchronized(this) {
			if(flag != 1) {
				this.wait();	//當前執行緒等待，直到被喚醒
			}
			System.out.print("黑");
			System.out.print("馬");
			System.out.print("程");
			System.out.print("序");
			System.out.print("員");
			System.out.print("\r\n");
			flag = 2;
			this.notify();		//隨機喚醒單個等待的執行緒，此時仍然具有執行權，上面使得執行緒進入等待
		}
	}
	
	public void print2() throws InterruptedException {
		synchronized(this) {
			if(flag != 2) {
				this.wait();
			}
			System.out.print("傳");
			System.out.print("智");
			System.out.print("播");
			System.out.print("客");
			System.out.print("\r\n");
			flag = 1;
			this.notify();
		}
	}
}

2、多個執行緒通訊的問題

• notify()方法是隨機喚醒一個執行緒
• notifyAll()方法是喚醒所有執行緒
• JDK5之前無法喚醒指定的一個執行緒
• 如果多個執行緒之間通訊, 需要使用notifyAll()通知所有執行緒, 用while來反覆判斷條件

public class Demo2_NotifyAll {
	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		final Printer2 p = new Printer2();
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					try {
						p.print1();
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}.start();
		
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					try {
						p.print2();
					} catch (InterruptedException e) {	
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}.start();
		
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					try {
						p.print3();
					} catch (InterruptedException e) {						
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}.start();
	}
}

class Printer2 {
	private int flag = 1;
	public void print1() throws InterruptedException {							
		synchronized(this) {
			while(flag != 1) {
				this.wait();	//當前執行緒等待
			}
			System.out.print("黑");
			System.out.print("馬");
			System.out.print("程");
			System.out.print("序");
			System.out.print("員");
			System.out.print("\r\n");
			flag = 2;
			//this.notify();	//隨機喚醒單個等待的執行緒
			this.notifyAll();
		}
	}
	
	public void print2() throws InterruptedException {
		synchronized(this) {
			while(flag != 2) {
				this.wait();	//執行緒2在此等待
			}
			System.out.print("傳");
			System.out.print("智");
			System.out.print("播");
			System.out.print("客");
			System.out.print("\r\n");
			flag = 3;
			//this.notify();
			this.notifyAll();
		}
	}
	
	public void print3() throws InterruptedException {
		synchronized(this) {
			while(flag != 3) {
				this.wait();	//執行緒3在此等待,if語句是在哪裡等待,就在哪裡起來
						//while迴圈是迴圈判斷,每次都會判斷標記
			}
			System.out.print("i");
			System.out.print("t");
			System.out.print("h");
			System.out.print("e");
			System.out.print("i");
			System.out.print("m");
			System.out.print("a");
			System.out.print("\r\n");
			flag = 1;
			//this.notify();
			this.notifyAll();
		}
	}
}

三、wait()和notify()的通常用法

Java多執行緒開發中，我們常用到wait()和notify()方法來實現執行緒間的協作，簡單的說步驟如下： 
1. A執行緒取得鎖，執行wait()，釋放鎖; 
2. B執行緒取得鎖，完成業務後執行notify()，再釋放鎖; 
3. B執行緒釋放鎖之後，A執行緒取得鎖，繼續執行wait()之後的程式碼；

注意：wait(long timeout)：讓當前執行緒處於“等待(阻塞)狀態”，“直到其他執行緒呼叫此物件的notify()方法或 notifyAll() 方法，或者超過指定的時間量”，當前執行緒被喚醒(進入“就緒狀態”)。

四、通訊需要注意的幾點：

1、在同步程式碼塊中，用哪個物件鎖，就用哪個物件呼叫wait方法：this.wait()

因為鎖物件可以是任意物件，Object是所有的類的基類，所以wait方法和notify方法需要定義在Object這個類中