JUC中的wait与notify方法实现原理详解

JUC（Java Util Concurrent）是Java中用于处理多线程编程的库，其中包含了大量的线程处理类，其中常用的类之一是Object类中的wait方法和notify方法。本文将详细讲解JUC中的wait与notify方法实现原理。

wait方法的实现原理

wait方法是Object类中的一个方法，表示让线程等待，直到其他线程中断或唤醒该线程。其实现原理是让调用wait方法的线程进入等待队列（WaitSet），并且将线程状态设置为等待状态（WAITING或TIMED_WAITING）。等待队列中的线程等待被唤醒，唤醒机制由notify方法实现。

具体实现过程可以分为下面三个步骤：

1.当前线程进入等待队列，释放当前对象的锁（如果有的话）。

2.当有其他线程调用该对象的notify/notifyAll方法并持有了该对象的锁时，等待队列中的线程就会被唤醒，开始竞争锁。

3.当某个线程竞争成功后会从等待队列中移除，继续执行下面的逻辑。

wait方法的使用示例：

public class WaitTest {
    public synchronized void waitMethod() {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is waiting");
            Thread.sleep(1000);
            wait(); // 调用wait方法，释放当前对象锁
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public synchronized void notifyMethod() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始通知所有等待的线程");
        notifyAll(); // 调用notifyAll方法唤醒等待队列中的所有线程
    }
}

public class WaitNotifyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        WaitTest waitTest = new WaitTest();
        Runnable waitTask = () -> waitTest.waitMethod();
        Runnable notifyTask = () -> waitTest.notifyMethod();
        new Thread(waitTask, "线程1").start();
        new Thread(waitTask, "线程2").start();
        new Thread(notifyTask, "线程3").start();
    }
}

notify方法的实现原理

notify方法是Object类中的一个方法，表示唤醒在等待队列中的一个线程，让它可以继续执行，该方法必须在同步方法块或同步方法中使用。其实现原理是通过唤醒等待队列（WaitSet）中的一个线程，该线程从等待队列中移除并重新加入运行队列（RunSet）。

具体实现过程可以分为下面三个步骤：

1.当前线程通知等待队列中的一个线程。

2.通知的线程由等待队列移到运行队列中。

3.线程运行后会经过CPU调度器的调度。

notify方法的使用示例：

public class WaitTest {
    public synchronized void waitMethod() {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is waiting");
            Thread.sleep(1000);
            wait(); // 调用wait方法，释放当前对象锁
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public synchronized void notifyMethod() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始通知等待的线程");
        notify(); // 调用notify方法唤醒等待队列中的一个线程
    }
}

public class WaitNotifyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        WaitTest waitTest = new WaitTest();
        Runnable waitTask = () -> waitTest.waitMethod();
        Runnable notifyTask = () -> waitTest.notifyMethod();
        new Thread(waitTask, "线程1").start();
        new Thread(waitTask, "线程2").start();
        new Thread(notifyTask, "线程3").start();
    }
}

以上就是JUC中wait与notify方法实现原理的详细讲解。通过这篇攻略，您可以更深入地了解JUC中的线程处理机制，以便更好地处理多线程编程。