深入解析Java中的物件方法：wait和notify

Java中的物件方法：wait和notify詳解

在Java中，物件方法wait和notify是用於執行緒之間的協作與通訊的重要工具。它們可以幫助執行緒在適當的時機等待或喚醒其他執行緒的執行。本文將詳細介紹wait和notify方法的使用方法，並提供具體的程式碼範例。

一、wait方法的使用

wait方法用於使當前執行緒進入等待狀態，直到其他執行緒對同一個物件呼叫notify方法，或notifyAll方法將其喚醒。 wait方法有以下幾種形式：

1. void wait()：讓目前執行緒等待，直到其他執行緒喚醒。
2. void 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。
3. void wait(long timeout, int nanos)：使目前執行緒等待指定的毫秒數加上指定的奈秒數，或直到其他執行緒喚醒。

在使用wait方法時，必須將其包含在synchronized程式碼區塊中，以確保物件的鎖定。下面是一個經典的範例：

public class WaitNotifyExample {
    private boolean flag = false;
    
    public synchronized void waitForFlag() {
        try {
            while (!flag) {
                wait(); // 当前线程等待
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 执行其他操作
    }
    
    public synchronized void setFlag() {
        flag = true;
        notify(); // 唤醒正在等待的线程
    }
}

在上面的範例中，執行緒在呼叫waitForFlag方法後，會進入等待狀態，直到其他執行緒呼叫setFlag方法將其喚醒。

二、notify方法的使用

notify方法用來喚醒正在等待的執行緒。它會隨機選擇一個執行緒喚醒，如果有多個執行緒在等待，只能喚醒其中一個。 notify方法的使用形式如下：

public class NotifyExample {
    public synchronized void waitForNotify() {
        try {
            wait(); // 当前线程等待
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 执行其他操作
    }
    
    public synchronized void notifyThread() {
        notify(); // 唤醒一个等待的线程
    }
}

在上面的範例中，呼叫waitForNotify方法的執行緒會進入等待狀態，直到其他執行緒呼叫notifyThread方法將其喚醒。

三、使用wait和notify實現線程間協作

wait和notify方法常用於生產者-消費者模式等多執行緒協作的場景。以下是一個簡單的生產者-消費者範例：

public class ProducerConsumerExample {
    private LinkedList<Integer> buffer = new LinkedList<>();
    private final int MAX_SIZE = 10;
    
    public synchronized void produce() {
        while (buffer.size() == MAX_SIZE) {
            try {
                wait(); // 缓冲区已满，生产者线程等待
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        buffer.add(1);
        notifyAll(); // 唤醒等待的消费者线程
    }
    
    public synchronized void consume() {
        while (buffer.size() == 0) {
            try {
                wait(); // 缓冲区为空，消费者线程等待
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        buffer.removeFirst();
        notifyAll(); // 唤醒等待的生产者线程
    }
}

在上面的範例中，當緩衝區已滿時，生產者執行緒會進入等待狀態，直到消費者執行緒消費了緩衝區中的元素並喚醒生產者執行緒。而當緩衝區為空時，消費者執行緒會進入等待狀態，直到生產者執行緒生產了新的元素並喚醒消費者執行緒。

總結：wait和notify方法是Java中用於執行緒協作與通訊的重要工具。它們在多線程編程中起到了關鍵的作用。透過合理地使用wait和notify方法，可以實現線程之間的優雅協作和通訊。

以上是深入解析Java中的物件方法：wait和notify的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！