前言：
在多线程编程中，线程之间的通信和协作是一个常见的需求。有时我们需要让一个线程在某些条件下等待，直到另一个线程完成某个任务后再继续执行。Java提供了notify()和notifyAll()方法来实现线程间的通知机制。这些方法是Object类的一部分，可以用于在同步代码块中实现线程的唤醒和通知。
今天，我们将重点讨论notifyAll()方法，它是Java中的线程通信机制中的一个重要工具，能够唤醒等待的所有线程。我们将通过实例来解释它的用法，并探讨它与notify()方法的区别。
什么是notifyAll()方法？
notifyAll()方法是Object类中的一个方法，作用是唤醒在该对象监视器上等待的所有线程。调用notifyAll()的线程必须持有该对象的锁，也就是必须在同步代码块或同步方法中调用。
notifyAll()的特点
- 唤醒所有等待的线程：当一个线程调用
notifyAll()方法时，所有在当前对象的监视器上调用wait()方法并处于等待状态的线程都会被唤醒。 - 通知并不代表立即执行：被唤醒的线程并不会立即执行，而是等待CPU调度。它们仍然需要重新获得对象锁，才能继续执行。
- 与
notify()的区别：notifyAll()会唤醒所有等待线程，而notify()只会唤醒一个等待线程。
为什么需要notifyAll()？
在一些复杂的并发场景中，可能有多个线程都在等待某些条件满足，而一旦条件满足，所有线程都需要被唤醒。这时，notifyAll()方法就非常有用了。与notify()不同，notifyAll()能确保所有等待的线程都能被唤醒，并继续进行后续的操作。
如何使用notifyAll()方法？
为了更好地理解notifyAll()的用法，我们可以通过一个简单的生产者-消费者模型来说明。在这个模型中，我们有两个线程：一个生产者线程和一个消费者线程。生产者生产物品并将其放入共享缓冲区，消费者则从缓冲区取出物品。我们可以通过wait()和notifyAll()来实现线程之间的协调。
示例：生产者-消费者模型
class SharedBuffer {
private int product;
private boolean isEmpty = true;
// 生产者线程生产物品
public synchronized void produce(int product) {
while (!isEmpty) {
try {
wait(); // 如果缓冲区已经有物品，生产者就等待
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
this.product = product;
System.out.println(Produced: + product);
isEmpty = false;
notifyAll(); // 通知消费者线程可以消费
}
// 消费者线程消费物品
public synchronized void consume() {
while (isEmpty) {
try {
wait(); // 如果缓冲区为空，消费者就等待
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
System.out.println(Consumed: + product);
isEmpty = true;
notifyAll(); // 通知生产者线程可以生产
}
}
public class ProducerConsumerExample {
public static void main(String[] args) {
SharedBuffer buffer = new SharedBuffer();
// 生产者线程
Thread producer = new Thread(() -> {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
buffer.produce(i);
}
});
// 消费者线程
Thread consumer = new Thread(() -> {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
buffer.consume();
}
});
producer.start();
consumer.start();
}
}
输出：
Produced: 1
Consumed: 1
Produced: 2
Consumed: 2
Produced: 3
Consumed: 3
Produced: 4
Consumed: 4
Produced: 5
Consumed: 5
代码说明
在这个例子中，SharedBuffer类模拟了一个共享的缓冲区，生产者和消费者线程通过wait()和notifyAll()方法来进行协调：
- 生产者线程：当缓冲区已满时，生产者调用
wait()方法，进入等待状态，直到消费者消费完物品。 - 消费者线程：当缓冲区为空时，消费者调用
wait()方法，进入等待状态，直到生产者生产新物品。
notifyAll()方法的作用是在生产者或消费者线程完成各自操作后，唤醒所有等待的线程。这样，生产者和消费者可以有效地协作，避免忙等待（busy-waiting）和线程饥饿（thread starvation）。
notify()与notifyAll()的区别
notify()：notify()方法会唤醒一个在对象监视器上等待的线程。如果多个线程处于等待状态，那么notify()方法唤醒哪个线程是不确定的，通常是唤醒队列中的第一个线程。notifyAll()：notifyAll()会唤醒所有在对象监视器上等待的线程。所有等待线程都将有机会竞争获取锁并继续执行。
使用场景的选择
notify()：适用于只有一个线程需要被唤醒的场景。例如，生产者和消费者模型中，如果只需要唤醒一个消费者线程，那么使用notify()可能更合适。notifyAll()：适用于多个线程需要唤醒的场景。如果多个线程都在等待不同的条件，并且都需要被唤醒，那么notifyAll()是最佳选择。
总结
notifyAll()方法是Java中用于线程间通信的一个重要工具，它能够唤醒所有在当前对象监视器上等待的线程。在多线程编程中，我们可以利用notifyAll()来协调多个线程的执行，确保线程间的有效协作。
notifyAll()：唤醒所有等待线程。notify()：唤醒一个等待线程。- 同步与线程通信：
notifyAll()和wait()方法通常配合使用，适用于生产者-消费者、读写锁等场景。
理解并正确使用notifyAll()方法对于编写高效的多线程程序至关重要。希望今天的讨论能够帮助你更好地掌握线程间的通信和协调。