notifyAll 造成的早期通知問題

如果線程在等待時(shí)接到通知，但線程等待的條件還不滿足，此時(shí)，線程接到的就是早期通知，如果條件滿足的時(shí)間很短，但很快又改變了，而變得不再滿足，這時(shí)也將發(fā)生早期通知。這種現(xiàn)象聽起來很奇怪，下面通過一個(gè)示例程序來說明問題。

很簡(jiǎn)單，兩個(gè)線程等待刪除 List 中的元素，同時(shí)另外一個(gè)線程正要向其中添加項(xiàng)目。代碼如下：

import java.util.*;  

public class EarlyNotify extends Object {  
    private List list;  

    public EarlyNotify() {  
        list = Collections.synchronizedList(new LinkedList());  
    }  

    public String removeItem() throws InterruptedException {  
        print("in removeItem() - entering");  

        synchronized ( list ) {  
            if ( list.isEmpty() ) {  //這里用if語句會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)  
                print("in removeItem() - about to wait()");  
                list.wait();  
                print("in removeItem() - done with wait()");  
            }  

            //刪除元素  
            String item = (String) list.remove(0);  

            print("in removeItem() - leaving");  
            return item;  
        }  
    }  

    public void addItem(String item) {  
        print("in addItem() - entering");  
        synchronized ( list ) {  
            //添加元素  
            list.add(item);  
            print("in addItem() - just added: '" + item + "'");  

            //添加后，通知所有線程  
            list.notifyAll();  
            print("in addItem() - just notified");  
        }  
        print("in addItem() - leaving");  
    }  

    private static void print(String msg) {  
        String name = Thread.currentThread().getName();  
        System.out.println(name + ": " + msg);  
    }  

    public static void main(String[] args) {  
        final EarlyNotify en = new EarlyNotify();  

        Runnable runA = new Runnable() {  
                public void run() {  
                    try {  
                        String item = en.removeItem();  
                        print("in run() - returned: '" +   
                                item + "'");  
                    } catch ( InterruptedException ix ) {  
                        print("interrupted!");  
                    } catch ( Exception x ) {  
                        print("threw an Exception!!!\n" + x);  
                    }  
                }  
            };  

        Runnable runB = new Runnable() {  
                public void run() {  
                    en.addItem("Hello!");  
                }  
            };  

        try {  
            //啟動(dòng)第一個(gè)刪除元素的線程  
            Thread threadA1 = new Thread(runA, "threadA1");  
            threadA1.start();  

            Thread.sleep(500);  

            //啟動(dòng)第二個(gè)刪除元素的線程  
            Thread threadA2 = new Thread(runA, "threadA2");  
            threadA2.start();  

            Thread.sleep(500);  
            //啟動(dòng)增加元素的線程  
            Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");  
            threadB.start();  

            Thread.sleep(10000); // wait 10 seconds  

            threadA1.interrupt();  
            threadA2.interrupt();  
        } catch ( InterruptedException x ) {}  
    }  
}  

執(zhí)行結(jié)果如下：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-concurrency/images/notifyall.jpg" alt="" />

分析：首先啟動(dòng) threadA1，threadA1 在 removeItem()中調(diào)用 wait()，從而釋放 list 上的對(duì)象鎖。再過 500ms，啟動(dòng) threadA2，threadA2 調(diào)用 removeItem()，獲取 list 上的對(duì)象鎖，也發(fā)現(xiàn)列表為空，從而在 wait()方法處阻塞，釋放 list 上的對(duì)象鎖。再過 500ms 后，啟動(dòng) threadB，并調(diào)用 addItem，獲得 list 上的對(duì)象鎖，并在 list 中添加一個(gè)元素，同時(shí)用 notifyAll 通知所有線程。

threadA1 和 threadA2 都從 wait()返回，等待獲取 list 對(duì)象上的對(duì)象鎖，并試圖從列表中刪除添加的元素，這就會(huì)產(chǎn)生麻煩，只有其中一個(gè)操作能成功。假設(shè) threadA1 獲取了 list 上的對(duì)象鎖，并刪除元素成功，在退出 synchronized 代碼塊時(shí)，它便會(huì)釋放 list 上的對(duì)象鎖，此時(shí) threadA2 便會(huì)獲取 list 上的對(duì)象鎖，會(huì)繼續(xù)刪除 list 中的元素，但是 list 已經(jīng)為空了，這便會(huì)拋出 IndexOutOfBoundsException。

要避免以上問題只需將 wait 外圍的 if 語句改為 while 循環(huán)即可，這樣當(dāng) list 為空時(shí)，線程便會(huì)繼續(xù)等待，而不會(huì)繼續(xù)去執(zhí)行刪除 list 中元素的代碼。

修改后的執(zhí)行結(jié)果如下：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-concurrency/images/niotifyall1.jpg" alt="" />

總結(jié)：在使用線程的等待/通知機(jī)制時(shí)，一般都要在 while 循環(huán)中調(diào)用 wait()方法，滿足條件時(shí)，才讓 while循環(huán)退出，這樣一般也要配合使用一個(gè) boolean 變量（或其他能判斷真假的條件，如本文中的 list.isEmpty()），滿足 while 循環(huán)的條件時(shí)，進(jìn)入 while 循環(huán)，執(zhí)行 wait()方法，不滿足 while 循環(huán)的條件時(shí)，跳出循環(huán)，執(zhí)行后面的代碼。