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Java多线程中的虚假唤醒和如何避免
先来看一个例子
一个卖面的面馆，有一个做面的厨师和一个吃面的食客，需要保证，厨师做一碗面，食客吃一碗面，不能一次性多做几碗面，更不能没有面的时候吃面；按照上述操作，进行十轮做面吃面的操作。
用代码说话
首先我们需要有一个资源类，里面包含面的数量，做面操作，吃面操作；
当面的数量为0时，厨师才做面，做完面，需要唤醒等待的食客，否则厨师需要等待食客吃完面才能做面；
当面的数量不为0时，食客才能吃面，吃完面需要唤醒正在等待的厨师，否则食客需要等待厨师做完面才能吃面；
然后在主类中，我们创建一个厨师线程进行10次做面，一个食客线程进行10次吃面；
代码如下：
package com.duoxiancheng.code;
/**
* @user: code随笔
*/
class Noodles{
//面的数量
private int num = 0;
//做面方法
public synchronized void makeNoodles() throws InterruptedException {
//如果面的数量不为0，则等待食客吃完面再做面
if(num != 0){
this.wait();
}
num++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"做好了一份面，当前有"+num+"份面");
//面做好后，唤醒食客来吃
this.notifyAll();
}
//吃面方法
public synchronized void eatNoodles() throws InterruptedException {
//如果面的数量为0，则等待厨师做完面再吃面
if(num == 0){
this.wait();
}
num--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"吃了一份面，当前有"+num+"份面");
//吃完则唤醒厨师来做面
this.notifyAll();
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Noodles noodles = new Noodles();
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
noodles.makeNoodles();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"厨师A").start();
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
noodles.eatNoodles();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"食客甲").start();
}
}
输出如下：
如果有两个厨师，两个食客,都进行10次循环呢？
Noodles类的代码不用动，在主类中多创建两个线程即可，主类代码如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Noodles noodles = new Noodles();
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
noodles.makeNoodles();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"厨师A").start();
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
noodles.makeNoodles();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"厨师B").start();
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
noodles.eatNoodles();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"食客甲").start();
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
noodles.eatNoodles();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"食客乙").start();
}
}
此时输出如下：
虚假唤醒
上面的问题就是"虚假唤醒"。
当我们只有一个厨师一个食客时，只能是厨师做面或者食客吃面，并没有其他情况；
但是当有两个厨师，两个食客时，就会出现下面的问题：
初始状态 厨师A得到操作权，发现面的数量为0，可以做面，面的份数+1，然后唤醒所有线程； 厨师B得到操作权，发现面的数量为1，不可以做面，执行wait操作； 厨师A得到操作权，发现面的数量为1，不可以做面，执行wait操作； 食客甲得到操作权，发现面的数量为1，可以吃面，吃完面后面的数量-1，并唤醒所有线程；
解决方法
出现虚假唤醒的原因是从阻塞态到就绪态再到运行态没有进行判断，我们只需要让其每次得到操作权时都进行判断就可以了；
所以将
if(num != 0){
this.wait();
}
改为
while(num != 0){
this.wait();
}
将
if(num == 0){
this.wait();
}
改为
while(num == 0){
this.wait();
}
即可。
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