Question

想象一下，你在Java中有一个典型的生产者 - 消费者模式。为了更高效，您希望在将新元素添加到队列时使用notify()而不是notifyAll()。如果两个生产者线程调用notify，是否可以保证唤醒两个不同的等待消费者线程？或者可能是两个notify()在彼此之后不久被解雇会导致同一个comsumer线程排队等待两次唤醒？我找不到该部分是描述这是如何工作的API。 java是否有一些原子内部操作来唤醒线程一次？

如果只有一个消费者正在等待，那么第二个通知将会丢失，这没有问题。

Answer 1

我的回答有一些具体的实施信息。它基于我对Sun JVM和其他线程库行为的工作知识。

如果两个生产者线程调用notify，是否可以保证唤醒两个不同的等待消费者线程？

不，不是。无法保证会有任何消费者醒来。保证的是，如果有2个线程在等待，那么2个不同的线程将被放入运行队列。

或者可能是两个notify()在彼此之后不久被解雇会导致同一个comsumer线程排队等待两次唤醒？

没有。两个notify()调用不会导致相同的使用者线程排队两次。但是，它可能导致一个线程被唤醒，并且可能没有其他线程在等待，因此第二个notify()调用可能无效。当然线程可能已被唤醒，然后再次等待再次等待，因此以这种方式进行第二次notify()调用，但我不认为这就是你所要求的。

java是否有一些原子内部操作来准确唤醒线程一次？

是。 Thread代码有许多同步点。一旦线程被通知，它就会被移出wait队列。对notify()的未来调用将调查wait队列，但找不到该线程。

还有一个重要的点。对于生产者/消费者模型，始终确保您在while循环中测试条件。原因是有消费者的竞争条件被锁定但没有等待条件。

 synchronized (workQueue) {
     // you must do a while here
     while (workQueue.isEmpty()) {
         workQueue.wait();
     }
     workQueue.remove();
 }

Consumer1可能正在等待workQueue。可以在Consumer2但在运行队列中阻止synchronized。如果将某些内容放入workQueue并调用workQueue.notify()。 Consumer2现在被置于运行队列中，但在 Consumer1后面是第一个。这是一种常见的实现方式。因此，Consumer1会移除workQueue中通知Consumer2的项目。如果Consumer2为空，workQueue必须再次测试，否则remove()会抛出，因为队列再次为空。请参阅此处more details of the race。

同样重要的是要意识到已经记录了虚假的唤醒，因此while循环可以防止线程在没有wait()调用的情况下被唤醒。

所有这些说，如果您可以按照其他答案中的建议使用BlockingQueue来减少您的生产者/消费者代码，那么您应该这样做。 BlockingQueue代码已经解决了所有这些问题。

Answer 2

是的，您所描述的内容可能会发生。

如javadoc中所述，notify唤醒任意线程。因此，如果你的线程已经完成并且在下一个wait之前调用了notify，那么它就是唤醒的任意候选者之一。

我在多线程应用程序方面有丰富的经验，我发现我使用了这两种模式中的一种：

有多个睡眠线程需要在事件中唤醒，它们唤醒的顺序无关紧要。在这种情况下，我使用notifyAll来唤醒它们。
有一个需要在事件中醒来的睡眠线程。在这种情况下，我使用notify来唤醒它。

如果我遇到过多个睡眠线程并且我只想唤醒其中一个，我使用不同的设计来实现这一点。基本上，我自己构建了一些东西，以便运行时环境不会做出任意决定。我总是想知道将会唤醒什么。

我将设计分解为这两种情况之一，或者我使用java.util.concurrent包中的某些内容。我从来没有虚假通知的问题，但我也非常小心我用于锁定的对象。我倾向于创建vanilla Object实例，其唯一目的是成为锁定操作的目标，但偶尔我将使用一个对象，其类类型定义良好且受我控制。

Answer 3

来自javadoc for notify()：

选择要通知哪个线程“是任意的，并由执行决定”

对于唤醒线程，几乎肯定不会是“公平”（在计算机科学和并行性中使用的术语）算法。完全有可能同一个线程快速连续唤醒两次。另请注意，虚假通知也是可能的。

一般情况下，我同意建议使用BlockingQueue实施而不是自己执行此操作的评论。

Answer 4

您可以使用ReentrantLock获取公平的到达订单政策。接口ReadWriteLock，您获得生产者 - 消费者行为。班级ReentrantReadWriteLock结合了两种能力。

或者

您应该使用ArrayBlockingQueue，此模式已经实施。

int capacity = 10;
boolean fair = true;
new ArrayBlockingQueue(capacity, fair);

可以多次通知唤醒同一个线程吗？

4 个答案: