java's wait notify notifyall (1)

wait， notify， notifyall 方法的使用及 javadoc可以参看这个链接

http://man.ddvip.com/program/java_api_zh/java/lang/Object.html

 

今天在阅读这篇文章，注意到，如果使用这些 Object 的方法时，比如要在 obj 上调用，就必须在 synchronized(obj){}中，否则编译运行时，就会抛出，java.lang.IllegalMonitorStateException

 

这是为什么呢？是因为和 java 的 synchronized 的底层实现是有关系，如果不用这样的语法结构，monitor 的 state 就有可能出错。

 

java 的 synchronized 使用了 Monitor 策略

In concurrent programming, a monitor is an object or module intended to be used safely by more than one thread. The defining characteristic of a monitor is that its methods are executed with mutual exclusion . That is, at each point in time, at most one thread may be executing any of its methods . This mutual exclusion greatly simplifies reasoning about the implementation of monitors compared to reasoning about parallel code that updates a data structure.

但对于多数应用来说，互斥 (mutual exclusion) 还是不够的。试想，如果某一个时刻，monitor 已经被一个线程占有了，那么任何想要执行 monitor 上方法的线程都有可能因为需要保证互斥的特性而等待。

 

那什么时候才能等到可以获得 monitor 呢？可以考虑使用一个 busy waiting loop 来不断的访问 一个条件值，假设当这个条件值变成 true 的时候，才能使等待 monitor 的线程获取 monitor。 但因为互斥的原因在，任何试图修改这个条件值的线程都有可能无法进入到 monitor 中 (假设试图改变条件值得线程也在试图获取 monitor)，而持有这个 monitor 的线程又因为某种原因无法释放 monitor。

 

解决的方式是 在 monitor 上增加 条件变量 (condition variables)，条件变量 是一个与 monitor 关联的线程队列 (这种实现方式称作 implicit condition variables， 是在 java 中的条件变量实现方式)，在这个队列中的线程都在等待条件值变成 true (假设 true 的时候才能获得 monitor)。

 

而针对 condition variables 的操作分为两种，

 

wait，执行了这个操作的线程需要去等待 条件值 变成 true 才能获取 monitor
signal，或者称作 notify，执行了这个操作的线程改变 条件值 为true，并且根据一定的原则决定在 condition variables 的某一个等待线程为下一个可以执行的线程。

 

NOTE：这里需要注意的　notify，尤其是有 NotifyAll 的时候需要添加一个更强的判断，用于包装 wait。

假设，有一个会调用 wait 的 synchronized 的代码C，并由一个 boolean 值决定，当所有线程可以执行的时候，而在C执行之前，其他线程修改了这个 boolean 值，而后轮到 C 继续执行 wait 后面的逻辑，那这是就已经破坏了原有的程序逻辑了。