虚假唤醒

虚假唤醒

class A {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();

        // +1
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "A").start();

        // -1
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "B").start();
    }
}

class Data {
    private int num = 0;

    // +1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        if (num != 0) {
            this.wait();
        }
        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + num);
        this.notifyAll();
    }

    // -1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        if (num == 0) {
            this.wait();
        }
        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + num);
        this.notifyAll();
    }
}

• jdk官方文档

• 当有更多线程时就会出现虚假唤醒，==把if改成while避免虚假唤醒==。==等待应该总是出现在循环中==

class A {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();

        // 生产者
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    data.produce();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "A").start();

        // 生产者
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    data.produce();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "B").start();

        // 消费者
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                    data.consume();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "C").start();

        // 消费者
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(20);
                    data.consume();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "C").start();
    }
}

class Data {
    private int num = 0; // 当前缓冲池中数量
    private int maxSize = 3; // 缓冲池最大放3个

    // 生产一个
    // 关键字在实例方法上，锁为当前实例(当关键字在静态方法上，锁为当前Class对象)
    public synchronized void produce() throws InterruptedException {
        // 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，需要让其每次得到操作权时都进行判断
        if (num >= maxSize) { // 改成while缓冲池就不会溢出
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被阻塞在wait()");
            this.wait(); // 提前释放synchronized锁，重新去请求锁导致的阻塞
        }
        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产1个后剩余" + num);
        this.notifyAll(); // notify()或者notifyAll()方法并不是真正释放锁，必须等到synchronized方法或者语法块执行完才真正释放锁
    }

    // 消费1个
    public synchronized void consume() throws InterruptedException {
        if (num <= 0) { // 改成while缓冲池就不会溢出
            this.wait();
        }
        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费1个后剩余" + num);
        this.notifyAll();
    }
}

/*
                // 如果一开始是消费者抢到锁，由于num=0，会执行wait()。被阻塞在wait()，进入等待队列。
A生产1个后剩余1   // 生产者A先抢到锁，开始生产。(BCD试图竞争锁，都会被阻塞在同步代码块开始处，进入等待队列)
                // 生产一个后调用notifyAll()唤醒在等待队列中的消费者CD和生产者B，BCD进入同步队列。
                // 同步代码块执行完synchronized会自动释放锁。同步队列中ABCD一起竞争锁。

A生产1个后剩余2   // 又是A抢到锁，BCD还是阻塞在各自同步代码块开始处，进入等待队列。
                // 生产一个后notifyAll()唤醒在等待队列中的消费者CD和生产者B，BCD进入同步队列。
                // 同步代码块执行完synchronized会自动释放锁。同步队列中ABCD一起竞争锁。

A生产1个后剩余3   // 又是A抢到锁，BCD还是阻塞在各自同步代码块开始处，进入等待队列。
                // 生产一个后notifyAll()唤醒在等待队列中的消费者CD和生产者B，BCD进入同步队列。
                // 同步代码块执行完synchronized会自动释放锁。同步队列中ABCD一起竞争锁。

                // 缓冲区满。若生产者A(B同理)抢到锁，则执行wait()，提前释放锁，自己被阻塞在wait()处，进入等待队列。
                // 然后notifyAll()唤醒在等待队列中的消费者CD和生产者B，BCD进入同步队列去竞争锁。
                // 如果此时生产者B去竞争锁，也会因为num >= maxSize而调用wait()进入等待队列，这次被阻塞在wait()处。

A被阻塞在wait()   // AB都阻塞在wait()
B被阻塞在wait()

C消费1个后剩余2    // 在同步队列中的消费者CD去竞争锁，C抢到，D阻塞在同步代码块开始处，进入等待队列。
                // C消费一个后去notifyALl()唤醒了ABD。并在同步代码块结束后释放锁。
                // 同步队列中ABCD一起竞争锁。

A生产1个后剩余3   // A抢到锁，BCD阻塞在原来位置(B在wait()处，CD在同步代码块开始处)，进入等待队列。
                // 生产一个后notifyAll()唤醒在等待队列中的消费者CD和生产者B，BCD进入同步队列。
                // 同步代码块执行完synchronized会自动释放锁。同步队列中ABCD一起竞争锁。

A被阻塞在wait()   // 缓冲区满。A又抢到了锁，因为num >= maxSize被阻塞在wait()

B生产1个后剩余4   // 生产者B抢到锁，从之前被阻塞的wait()往后执行，不经过if判断，num+1。(此时CD阻塞在各自同步代码块处，A在wait())
                // 然后notifyAll()唤醒在等待队列中的消费者CD和生产者A，ACD进入同步队列去竞争锁。

B被阻塞在wait()  // B又抢到了锁，因为num >= maxSize被阻塞在wait()。

A生产1个后剩余5   // A抢到锁，从wait()后直接执行，不经过if判断，num+1。
                // 然后notifyAll()唤醒在等待队列中的消费者CD和生产者B，ABCD进入同步队列。
                // 同步代码块执行完synchronized会自动释放锁。同步队列中ABCD一起竞争锁。

B生产1个后剩余6   // B抢到锁，从之前被阻塞的wait()往后执行，不经过if判断，num+1。(此时ACD都阻塞在同步代码块开始处)

B被阻塞在wait()  // B抢到了锁，因为num >= maxSize被阻塞在wait()
               // ......
C消费1个后剩余5
B生产1个后剩余6
B被阻塞在wait()
C消费1个后剩余5
B生产1个后剩余6
B被阻塞在wait()
C消费1个后剩余5
B生产1个后剩余6
C消费1个后剩余5
C消费1个后剩余4
C消费1个后剩余3
C消费1个后剩余2
C消费1个后剩余1
C消费1个后剩余0
 */