Java多线程中notifyAll()方法使用教程

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简介

本文将承接《Java多线程wait()和notify()系列方法使用教程》，结合代码实例，补充讲解下notifyAll()方法的作用以及使用时需要注意的地方。

一.notifyAll()方法在JDK中的定义

notifyAll()唤醒正在等待此对象监视器锁的所有线程。

注意：

1.notifyAll()中All的含义是所有的线程，而不是所有的锁，只能唤醒等待（调用wait()方法等待）同一个锁的所有线程，这一点一定要注意。

2.notifyAll()必须在当前线程拥有监视器锁的情况下执行，否则将抛出异常IllegalMonitorStateException。意思是说必须在同步代码块中，调用此方法，否则可能出现在没有得到锁的情况下，执行了此方法，导致程序异常。wait()和notify()系列方法这样设计的目的是防止死锁或永久等待发生。

3.notifyAll()方法任何对象都可以调用，并且无法重写此方法，因为被final修饰。

4.notifyAll()只能释放一把锁。单独列出此条，这很重要。

5.notifyAll()执行后，只有一个线程能得到锁，其他没有得到锁的线程会继续保持在等待状态。

二.讲解一个标准的notifyAll()方法使用代码

代码逻辑描述：

1. 线程thread0和thread1共同竞争object对象锁，并调用各自的wait()方法等待。
2. 线程thread2负责通过notifyAll()唤醒线程。

public class ThreadWaitAndNotifyAll implements Runnable {

	// 模拟多个线程的共享变量
	private static Object object = new Object();

	@Override
	public void run() {
		synchronized (object) {
			System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "获得锁，进入等待状态");
			try {
				object.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行最后部分结束");
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		ThreadWaitAndNotifyAll runnable = new ThreadWaitAndNotifyAll();
		Thread thread0 = new Thread(runnable);
		Thread thread1 = new Thread(runnable);
		Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				synchronized (object) {
					System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "获得锁，开始通知唤醒所有线程");
					// 唤醒其他线程
					object.notifyAll();
					// 调用完notifyAll()方法后，同步代码块中的其他代码，必须执行完后才能将对象锁释放，而不是调用了notifyAll()方法后立即释放。
					System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
				}
			}
		});
		// 每次运行，线程0和线程1的顺序可能会不同，执行顺序由CPU决定
		thread0.start();
		thread1.start();
		try {
			// 加一个延时，让线程2一定在线程0和1之后执行，否则线程2中的notifyAll方法将无效
			Thread.sleep(100);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		thread2.start();
	}
}

执行结果：

线程Thread-0获得锁，进入等待状态
线程Thread-1获得锁，进入等待状态
线程Thread-2获得锁，开始通知唤醒所有线程
线程Thread-2执行结束
线程Thread-1执行最后部分结束
线程Thread-0执行最后部分结束

执行结果分析：

1. thread0和thread1启动后，会各自执行自己的代码，在执行到wait()方法后，进入等待状态。
2. thread2在启动之前，特意增加了sleep延时，为了保证在前两个线程之后运行，保证了执行顺序。
3. thread2执行了notifyAll()方法并执行完synchronized代码块其他代码后，CPU才会将对象object锁随机分配给thread0或thread1（二者只能选其一）。
4. 假如thread1得到锁，它会继续执行其wait()方法之后代码，知道同步代码块内容全部执行完毕后，cpu才会将对象object锁分配给正在等待的线程thread0。
5. thread0得到所以后，也会从wait()方法处继续执行，直到同步代码块结束才会释放对object对象的锁。

注意： 调用完notifyAll()方法后，同步代码块中的其他代码，必须执行完后才能将对象锁释放，而不是调用了notifyAll()方法后立即释放。

三.关于notifyAll()非常重要的隐藏知识点

在java中，Thread类线程执行完run()方法后，一定会自动执行notifyAll()方法

这个细节隐藏在Java的Native方法中，所以一般不会被人发现。我们观察C/C++源码，如下：

oid JavaThread::exit(booldestory_vm, ExitTypeexit_type);
static void ensure_join(JavaThread*thread) {
	Handle threadObj(thread, thread -> threadObj());
	ObjectLocker lock(threadObj, thread);
	thread -> clear_pending_exception();
	java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED);
	java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL);
     //下行执行了notifyAll()操作
	lock.notify_all(thread);
	thread -> clear_pending_exception();
}

其中ensure_join就是执行join()方法，等方法执行结束时，此行代码lock.notify_all(thread);意思是通过notifyAll()唤醒了所有等待线程。所以在使用线程的时候，要特别注意。

总结

本文讲解了notifyAll()方法的用法后，notify系列方法就都已经讲解完成了，接下来的文章中，会在实现几个重要的、具体的场景，来使用这些方法做一些事情，看看这些方法经常被用在什么地方。喜欢本文请继续关注后续文章以及收藏和点赞。