學習Java中物件方法wait和notify的功能和應用

了解Java中的物件方法：wait和notify的作用和用法

在Java中，物件的方法是一種用於實現並發程式設計的重要工具。其中，wait和notify是兩個常用的方法，用來實作執行緒的等待和喚醒操作。本文將針對這兩種方法進行詳細介紹，並提供一些具體的程式碼範例。

wait方法是Object類別中定義的一個方法，它用於使當前執行緒進入等待狀態，直到其他執行緒呼叫相同物件的notify或notifyAll方法喚醒它。在呼叫wait方法之前，執行緒必須先取得物件的監視器鎖。 wait方法有兩種重載形式：

1. wait(): 讓目前執行緒等待，直到其他執行緒喚醒它。
2. wait(long timeout): 使目前執行緒等待指定的毫秒數，或直到其他執行緒喚醒它。

以下是使用wait方法實作生產者-消費者模型的範例程式碼：

public class ProducerConsumer {
    private final Object lock = new Object();
    private List<String> buffer = new ArrayList<>();
    private int bufferSize = 10;
    
    public void produce() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            // 判断缓冲区是否已满
            while (buffer.size() == bufferSize) {
                lock.wait(); // 等待消费者消费
            }
            // 生产物品到缓冲区
            buffer.add("Item");
            System.out.println("生产者生产一个物品，缓冲区大小：" + buffer.size());
            // 唤醒等待的消费者线程
            lock.notifyAll();
        }
    }
    
    public void consume() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            // 判断缓冲区是否为空
            while (buffer.isEmpty()) {
                lock.wait(); // 等待生产者生产
            }
            // 从缓冲区消费物品
            String item = buffer.remove(0);
            System.out.println("消费者消费一个物品，缓冲区大小：" + buffer.size());
            // 唤醒等待的生产者线程
            lock.notifyAll();
        }
    }
}

上述程式碼中，生產者使用wait方法讓自己進入等待狀態，直到緩衝區不滿時再進行生產；消費者使用wait方法使自己進入等待狀態，直到緩衝區不空時再進行消費。當生產者生產一個物品或消費者消費一個物品時，都會呼叫物件的notifyAll方法喚醒等待的執行緒。

notify方法也是Object類別中定義的一個方法，它用來喚醒等待相同物件的某個執行緒。與notifyAll方法不同，notify方法只能喚醒其中一個執行緒。下面是一個使用notify方法的範例：

public class ThreadMonitor {
    private final Object lock = new Object();
    
    public void performTask() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "开始执行任务");
            lock.wait(); // 等待唤醒
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "继续执行任务");
        }
    }
    
    public void wakeUpThread() {
        synchronized (lock) {
            lock.notify(); // 唤醒等待的线程
        }
    }
}

上述程式碼中，performTask方法讓執行緒進入等待狀態，直到其他執行緒呼叫wakeUpThread方法喚醒它。 wakeUpThread方法使用notify方法喚醒一個等待中的執行緒。

要注意的是，在使用wait和notify方法時，必須先取得物件的監視器鎖，也就是在同步程式碼區塊或同步方法中使用。

綜上所述，wait和notify是Java中用來實作執行緒間通訊的重要方法。它們可以實現執行緒的等待和喚醒操作，用於協調多個執行緒的執行順序和共享資源的存取。文中提供的程式碼範例可以幫助讀者更好地理解這兩個方法的使用方法。透過合理地利用wait和notify方法，我們可以編寫出更安全、更有效率的多執行緒程式。

以上是學習Java中物件方法wait和notify的功能和應用的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！