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news 2025/10/30 7:39:27
微信小程序可以做电影网站吗,安网多少钱,做网站软件要钱吗,小程序开发平台哪家产品好专栏：JavaEE初阶起飞计划 个人主页：手握风云 目录 一、volatile关键字 1.1. 原理 1.2. Java memory model(Java内存模型) 1.3. volatile与synchronized的区别 二、wait和notify 2.1. wait()方法 2.2. notify()方法 2.3. notifyAll()方法 一、vol…

专栏：JavaEE初阶起飞计划

个人主页：手握风云

目录

一、volatile关键字

1.1. 原理

1.2. Java memory model(Java内存模型)

1.3. volatile与synchronized的区别

二、wait和notify

2.1. wait()方法

2.2. notify()方法

2.3. notifyAll()方法

一、volatile关键字

1.1. 原理

        当给变量添加了volatile关键字后，当编译器看到volatile的时候，就会提醒JVM运行的时候不进行上述的优化。具体来说，在读写volatile变量的前后指令添加“内存屏障相关的指令”。

1.2. Java memory model(Java内存模型)

        首先一个Java进程，会有一个“主内存”存储空间，每个Java线程又会有自己的“工作内存”存储空间。形如下面的代码，t1进行flag变量的判定，就会把flag值从主内存先读取到工作内存，用工内存中的值进行判定。同时t2对flag进行修改，修改的则是主内存的值，主内存中的值不会影响到工作内存中的值。这里的工作内存相当于是打了个比方，本质上是CPU的寄存器和CPU的缓存构成的统称。

import java.util.Scanner;public class Demo1 {private static int flag = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {while (flag == 0) {}System.out.println("t1线程结束");});Thread t2 = new Thread(() -> {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入flag的值:");flag = in.nextInt();System.out.println("t2线程结束");});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();}
}

        其实，存储数据，不光是只有内存，外存（硬盘）、CPU寄存器、CPU上的缓存。

        上图中的缓存也是CPU上存储数据的单元。寄存器能存数据，但是空间小；内存能存数据，空间大，但是速度慢。为了能够更好地协调寄存器和内存的数据同步，因此现代CPU都引入了缓存。CPU的缓存，空间比寄存器要大，速度比内存快。

        上图中，越往上，速度就越快，空间就越小，成本就越高。编译器优化，把本身从内存读取的值，优化成从寄存器或者L1缓存、L2缓存、L3缓存中读取。

        编译器优化，并非是100%触发，根据不同的代码结构，可能产生出不同的优化效果。形如下面的代码

import java.util.Scanner;public class Demo2 {private static int flag = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {while (flag == 0) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t1线程结束");});Thread t2 = new Thread(() -> {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入flag的值:");flag = in.nextInt();System.out.println("t2线程结束");});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();}
}

        虽然没写volatile，但是加了sleep也不会触发上述优化：1. 循环速度大幅度降低了；2. 有了sleep之后，一次循环的瓶颈就不是load，在于sleep上，此时优化也没什么用；3. sleep本身会触发线程调度，调度过程触发上下文切换，再次加载也会触发这个值重新读取了。

        如下代码，我们改为一个静态成员变量count，会发现count也会触发优化。

import java.util.Scanner;public class Demo2 {private static int flag = 0;private static int count = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {while (flag == 0) {count++;}System.out.println("t1线程结束");});Thread t2 = new Thread(() -> {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入flag的值:");flag = in.nextInt();System.out.println("t2线程结束");});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();}
}

1.3. volatile与synchronized的区别

public class Demo3 {private static volatile int count = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 50_000; i++) {count++;}});Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 50_000; i++) {count++;}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(count);}
}

        volatile这个关键字，能够解决内存可见性引起的线程安全问题，但是不具备原子性这样的特点。synchronized和volatile是两个不同的维度，synchronized是针对两个线程进行修改，而volatile是读取一个线程，另一个修改。

二、wait和notify

        因为线程调度的顺序是不确定的，那我们就得保证每一种可能下都是正确的，就有点难搞了。我们之前提到过，join()方法可以控制线程的结束顺序。两个线程在运行的时候，我们希望是持续执行下去，但是两个线程中的某些环节，我们希望是能够有一定的顺序。

        例如，假设有线程1和线程2。我们希望线程1先执行完某个逻辑后，再让线程2执行，此时就可以让线程2通过wait()主动进行阻塞，让线程1先参与调度。等线程1执行完对应的逻辑后，就可以通过notify()唤醒线程2。

        另外wait和notify也能解决线程饿死的问题。线程饿死指的是在多线程编程中，某个或某些线程由于长时间无法获取到执行所需的资源，导致其任务迟迟无法完成，甚至永远无法执行的情况。 简而言之，就是某个线程“饿着肚子”等了很久，但一直没能得到“食物”。

        如下图所示，当一个滑稽老铁进入ATM机里面取钱时，会进行上锁，其他滑稽老铁就必须在外面阻塞等待。当先进去的滑稽老铁发现ATM机里面没钱，便出去，而后又怀疑自己是不是看错了，于是又再次进入ATM机……如此循环往复，造成其他线程无法去CPU上执行，导致线程饿死。

        线程饿死不像死锁那么严重。死锁发生之后，就会僵持住，除非程序重启，否则一直卡住。线程饿死，其他线程还是有一定机会拿到锁的，只是拿到锁的时间会延迟，降低程序的效率。

        注意：wait、notify、notifyAll都是Object类里的方法。Java中任何一个类，都会有上述三种方法。

2.1. wait()方法

public class Demo4 {public static void main(String[] args) {Object o = new Object();System.out.println("wait之前");o.wait();System.out.println("wait之后");}
}

        在Java标准库中，但凡涉及到阻塞类的方法，都有可能抛出InterruptedException异常，所以我们这里也要在前面加上InterruptedException异常。

public class Demo4 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object o = new Object();System.out.println("wait之前");o.wait();System.out.println("wait之后");}
}

        但我们一运行程序之后，在打印“wait之前”语句后出现了IllegalMonitorStateException异常。此处的Monitor指的是sychronized，因为sychronized在JVM的底层实现被称为“监视器锁”。上面的异常是指锁的状态不符合预期。wait内部的第一件事就是释放锁，但释放锁的前提是得先拿到锁。像前面提到的滑稽老铁发现ATM机里面没有钱，如果滑稽老铁在里面等，意味着一直持有这个锁，其他人进不来。wait方法就要搭配sychronized使用。

public class Demo4 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object o = new Object();System.out.println("wait之前");synchronized (o) {o.wait();}System.out.println("wait之后");}
}

        此处的阻塞会持续进行，直到其他线程调用notify。

import java.util.Scanner;public class Demo5 {private static Object locker = new Object();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println("t1等待之前");synchronized (locker) {try {locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t1等到之后");});Thread t2 = new Thread(() -> {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入任意内容，唤醒t1");in.next();// 必须是同一个锁对象synchronized (locker) {locker.notify();}});t1.start();t2.start();}
}

        wait要做的事情：

  • 使当前执行代码的线程进行等待（把线程放到等待队列中）​
  • 释放当前的锁
  • 满⾜⼀定条件时被唤醒，重新尝试获取这个锁

        使用wait的时候，阻塞其实是有两个阶段的：1. WAITING的阻塞，通过wait等待其他线程的通知；2. BLOCKED的阻塞，当收到通知之后，就会重新获取锁，可能又会遇到锁竞争。假设notify后面还有别的逻辑，此时锁就会多占用一会儿。

        默认情况下，wait的阻塞是死等。wait也可以设置参数等待时间的上限。

import java.util.Scanner;/*** @author gao* @date 2025/7/9 20:54*/public class Demo6 {private static Object locker = new Object();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println("t1等待之前");synchronized (locker) {try {// t1在1000ms内没有收到任何通知，就会自动唤醒locker.wait(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t1等待之后");});Thread t2 = new Thread(() -> {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入任何内容，唤醒t1");in.next();synchronized (locker) {locker.notify();}});t1.start();t2.start();}
}

2.2. notify()方法

import java.util.Scanner;public class Demo7 {public static Object locker = new Object();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println("t1等待之前");synchronized (locker) {try {locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t1等待之后");});Thread t2 = new Thread(() -> {System.out.println("t2等待之前");synchronized (locker) {try {locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t2等待之后");});Thread t3 = new Thread(() -> {System.out.println("t3等待之前");synchronized (locker) {try {locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t3等待之后");});Thread t4 = new Thread(() -> {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("输入任意内容，唤醒一个线程：");in.next();synchronized (locker) {locker.notify();}});t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}
}

        这里我们就唤醒了t3线程，而其他两个线程还在阻塞等待。我们多运行几次，结果也会不同。注意，这里操作系统的随机调度并不是概率论里的概率均等，而是无法预测的。在notify()方法后，当前线程不会马上释放该对象锁，要等到执行notify()方法的线程将程序执行完，也就是退出同步代码块之后才会释放对象锁。

2.3. notifyAll()方法

        使⽤notifyAll⽅法可以⼀次唤醒所有的等待线程。

import java.util.Scanner;public class Demo8 {private static Object locker = new Object();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println("t1等待之前");synchronized (locker) {try {locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t1等待之后");});Thread t2 = new Thread(() -> {System.out.println("t2等待之前");synchronized (locker) {try {locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t2等待之后");});Thread t3 = new Thread(() -> {System.out.println("t3等待之前");synchronized (locker) {try {locker.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("t3等待之后");});Thread t4 = new Thread(() -> {Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.println("输入任意内容，唤醒一个线程：");in.next();synchronized (locker) {locker.notifyAll();}});t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}
}

        如果没有任何对象在wait，凭空调用notify或者notifyAll也不会有任何副作用。

http://www.dtcms.com/a/544504.html

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