回顾一下,如果wait()方法不在同步块中,代码的确会抛出异常:
public class WaitInSyncBlockTest { @Test
public void test() {
try {
new Object().wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果是:
Exception in thread "main" java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
at com.kzx.test.juc.WaitInSyncBlockTest.main(WaitInSyncBlockTest.java:7)
为什么呢?
Lost Wake-Up Problem
事情得从一个多线程编程里面臭名昭著的问题"Lost wake-up problem"说起。
这个问题并不是说只在Java语言中会出现,而是会在所有的多线程环境下出现。
假如有两个线程,一个消费者线程,一个生产者线程。生产者线程的任务可以简化成将count加一,而后唤醒消费者;消费者则是将count减一,而后在减到0的时候陷入睡眠:
生产者伪代码:
count+1;
notify();
消费者伪代码:
while(count<=0){
wait();
}
count--;
熟悉多线程的朋友一眼就能够看出来,这里面有问题。什么问题呢?
生产者是两个步骤:
count+1;
notify();
消费者也是两个步骤:
检查count值;
睡眠或者减一;
万一这些步骤混杂在一起呢?比如说,初始的时候count等于0,这个时候消费者检查count的值,发现count小于等于0的条件成立;就在这个时候,发生了上下文切换,生产者进来了,噼噼啪啪一顿操作,把两个步骤都执行完了,也就是发出了通知,准备唤醒一个线程。这个时候消费者刚决定睡觉,还没睡呢,所以这个通知就会被丢掉。紧接着,消费者就睡过去了……
这就是所谓的lost wake up问题。
那么怎么解决这个问题呢?
现在我们应该就能够看到,问题的根源在于,消费者在检查count到调用wait()之间,count就可能被改掉了。
这就是一种很常见的竞态条件。
很自然的想法是,让消费者和生产者竞争一把锁,竞争到了的,才能够修改count的值。
于是生产者的代码是:
tryLock();
count+1;
notify();
releaseLock();
消费者的代码是:
tryLock(); while(count<=0){
wait();
} count--; releaseLock();
注意的是,我这里将两者的两个操作都放进去了同步块中。
终极答案
所以,我们可以总结到,为了避免出现这种lost wake up问题,在这种模型之下,总应该将我们的代码放进去的同步块中。
Java强制我们的wait()/notify()调用必须要在一个同步块中,就是不想让我们在不经意间出现这种lost wake up问题。
不仅仅是这两个方法,包括java.util.concurrent.locks.Condition的await()/signal()也必须要在同步块中。
准确的来说,即便是我们自己在实现自己的锁机制的时候,也应该要确保类似于wait()和notify()这种调用,要在同步块内,防止使用者出现lost wake up问题。
Java的这种检测是很严格的。它要求的是,一定要处于锁对象的同步块中。举例来说:
private Object obj = new Object();
private Object anotherObj = new Object(); @Test
public void produce(){
synchronized(obj){
try{
anotherObj.notify();;
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
这样是没有什么卵用的。一样出现IllegalMonitorStateException。