Warum muss „wait()' in einem synchronisierten Block in Java aufgerufen werden?

Warum sich wait() in einem synchronisierten Block befinden muss

Die Durchsetzung des Aufrufs von Object.wait() innerhalb eines synchronisierten Blocks ist von entscheidender Bedeutung Zweck im Java-Parallelitätsmodell. Die Nichtbeachtung dieser Einschränkung führt zu einer IllegalMonitorStateException, es ist jedoch wichtig, die Gründe für diese Einschränkung zu verstehen.

Grund für Synchronized Wait()

wait() gibt die frei Monitor, der dem synchronisierten Objekt zugeordnet ist. Durch die explizite Erfassung des Monitors vor dem Aufruf von wait() wird sichergestellt, dass der aufrufende Thread den Monitor ausschließlich hält, wenn die Warteoperation ausgeführt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass kein anderer Thread den freigegebenen Status ändern kann, während der aufrufende Thread wartet.

Konsequenzen von Wait() außerhalb eines synchronisierten Blocks

Wenn wait() dies könnte Außerhalb eines synchronisierten Blocks aufgerufen werden, kann dies zu verschiedenen Problemen führen. Stellen Sie sich das folgende Szenario vor:

Beispiel: Blockierende Warteschlange

Stellen Sie sich eine blockierende Warteschlange vor, die es einem Verbraucherthread ermöglicht, Elemente aus einer Warteschlange zu übernehmen, und einem Produzententhread, Elemente hinzuzufügen in die Warteschlange. Ohne Synchronisierung:

class BlockingQueue {
    Queue<string> buffer = new LinkedList();

    void take() throws InterruptedException {
        while (buffer.isEmpty()) {
            // Suspend thread without acquiring the monitor
            wait();
        }
    }
}</string>

Potenzielle Probleme:

• Race-Bedingung: Ein Producer-Thread könnte dem Puffer ein Element hinzufügen, aber der Consumer-Thread verpasst möglicherweise den notify()-Aufruf, weil es war bereits in wait() eingetreten.
• Deadlock: Der Producer-Thread kann blockiert sein und auf einen leeren Puffer warten, während der Consumer-Thread aufgrund eines unbemerkten Fehlers angehalten bleibt notify().

Universelle Synchronisierungsanforderung

Dieses Synchronisierungsproblem ist nicht auf das Beispiel der Blockierungswarteschlange beschränkt. Jedes Szenario mit Thread-Kommunikation mithilfe von wait() und notify() erfordert eine Synchronisierung, um Race Conditions und potenzielle Deadlocks zu verhindern.

Vereinbarung zwischen Waiter und Notifier

Synchronisiertes wait() Stellt sicher, dass der Waiter-Thread (konsumierend) und der Notifier-Thread (produzierend) sich über den Status der gemeinsam genutzten Ressource (Prädikat) einigen. Diese Vereinbarung garantiert, dass der Kellner das Prädikat vor dem Warten korrekt überprüft und während dieser anfälligen Zeit keine Benachrichtigungen verpasst.

Im obigen Beispiel ist das Prädikat buffer.isEmpty(). Durch die Synchronisierung wird sichergestellt, dass sich der Consumer-Thread nur dann selbst anhält, wenn der Puffer wirklich leer ist.

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