為什麼必須在同步區塊內呼叫 Java 的 wait() 方法？

為什麼Wait() 必須駐留在同步區塊中

序言：

Java 中的同步在維護中起著關鍵作用多執行緒應用程式避免不一致。一種這樣的方法，wait()，允許執行緒暫停執行，直到發生特定事件。但是，要呼叫 wait()，程式碼必須駐留在同步區塊中。

同步原理：

wait() 方法釋放與一個對象，允許其他執行緒取得它。然而，如果在同步區塊之外允許 wait()，則這種鎖的釋放會帶來潛在危險。

非同步等待的漏洞：

考慮以下場景：消費者執行緒在有界佇列上呼叫take()，檢查它是否為空（例如，透過buffer.isEmpty()）。如果是這樣，消費者通常會呼叫 wait() 來等待佇列變成非空。但是，如果在同步區塊之外允許 wait()：

1. 生產者執行緒可以將其本身插入到消費者的 isEmpty() 檢查和 wait() 呼叫之間。
2. 生產者將會新增一個元素到佇列中，然後透過notify()通知其他執行緒。
3. 由於不及時調用wait()，消費者永遠不會收到通知並無限期地保持掛起狀態。

這種情況可能會導致死鎖，生產者執行緒暫停等待消費者消費，而消費者本身被錯誤地掛起。

同步區塊執行：

透過將wait() 限制在同步區塊內，Java確保了一個關鍵的保證：當執行緒進入同步區塊時，它本質上會取得與該物件關聯的鎖，從而防止其他執行緒在同一塊內執行程式碼，直到鎖被釋放。

這保證了：

• 如果呼叫 wait()，則永遠不會錯過來自另一個執行緒的通知。
• 呼叫 wait() 之前檢查的謂詞（例如，buffer.isEmpty()）將一直有效，直到呼叫 wait()。

結論：

wait() 駐留的要求同步區塊內的同步對於保持一致性和防止多執行緒環境中的競爭條件至關重要。透過確保同步存取等待/通知功能，Java 可以防止多個執行緒同時修改和等待共享資源時出現的陷阱。

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