【Java并发编程】之十一：线程间通信中notify通知的遗漏

notify通知的遗漏很容易理解，即threadA还没开始wait的时候，threadB已经notify了，这样，threadB通知是没有任何响应的，当threadB退出synchronized代码块后，threadA再开始wait，便会一直阻塞等待，直到被别的线程打断。

遗漏通知的代码

​ 下面给出一段代码演示通知是如何遗漏的，如下：

public class MissedNotify extends Object {
    private Object proceedLock;  

    public MissedNotify() {
        print("in MissedNotify()");
        proceedLock = new Object();
    }  

    public void waitToProceed() throws InterruptedException {
        print("in waitToProceed() - entered");  

        synchronized ( proceedLock ) {
            print("in waitToProceed() - about to wait()");
            proceedLock.wait();
            print("in waitToProceed() - back from wait()");
        }  

        print("in waitToProceed() - leaving");
    }  

    public void proceed() {
        print("in proceed() - entered");  

        synchronized ( proceedLock ) {
            print("in proceed() - about to notifyAll()");
            proceedLock.notifyAll();
            print("in proceed() - back from notifyAll()");
        }  

        print("in proceed() - leaving");
    }  

    private static void print(String msg) {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(name + ": " + msg);
    }  

    public static void main(String[] args) {
        final MissedNotify mn = new MissedNotify();  

        Runnable runA = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        //休眠1000ms，大于runB中的500ms，
                        //是为了后调用waitToProceed，从而先notifyAll，后wait，
                        //从而造成通知的遗漏
                        Thread.sleep(1000);
                        mn.waitToProceed();
                    } catch ( InterruptedException x ) {
                        x.printStackTrace();
                    }
                }
            };  

        Thread threadA = new Thread(runA, "threadA");
        threadA.start();  

        Runnable runB = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        //休眠500ms，小于runA中的1000ms，
                        //是为了先调用proceed，从而先notifyAll，后wait，
                        //从而造成通知的遗漏
                        Thread.sleep(500);
                        mn.proceed();
                    } catch ( InterruptedException x ) {
                        x.printStackTrace();
                    }
                }
            };  

        Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");
        threadB.start();  

        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch ( InterruptedException x ) {}  

        //试图打断wait阻塞
        print("about to invoke interrupt() on threadA");
        threadA.interrupt();
    }
}

执行结果如下：

​ 分析：由于threadB在执行mn.proceed（）之前只休眠了500ms，而threadA在执行mn.waitToProceed（）之前休眠了1000ms，因此，threadB会先苏醒，继而执行mn.proceed（），获取到proceedLock的对象锁，继而执行其中的notifyAll（），当退出proceed（）方法中的synchronized代码块时，threadA才有机会获取proceedLock的对象锁，继而执行其中的wait（）方法，但此时notifyAll（）方法已经执行完毕，threadA便漏掉了threadB的通知，便会阻塞下去。后面主线程休眠10秒后，尝试中断threadA线程，使其抛出InterruptedException。

修正后的代码

​ 为了修正MissedNotify，需要添加一个boolean指示变量，该变量只能在同步代码块内部访问和修改。修改后的代码如下：

public class MissedNotifyFix extends Object {
    private Object proceedLock;
    //该标志位用来指示线程是否需要等待
    private boolean okToProceed;  

    public MissedNotifyFix() {
        print("in MissedNotify()");
        proceedLock = new Object();
        //先设置为false
        okToProceed = false;
    }  

    public void waitToProceed() throws InterruptedException {
        print("in waitToProceed() - entered");  

        synchronized ( proceedLock ) {
            print("in waitToProceed() - entered sync block");
            //while循环判断，这里不用if的原因是为了防止早期通知
            while ( okToProceed == false ) {
                print("in waitToProceed() - about to wait()");
                proceedLock.wait();
                print("in waitToProceed() - back from wait()");
            }  

            print("in waitToProceed() - leaving sync block");
        }  

        print("in waitToProceed() - leaving");
    }  

    public void proceed() {
        print("in proceed() - entered");  

        synchronized ( proceedLock ) {
            print("in proceed() - entered sync block");
            //通知之前，将其设置为true，这样即使出现通知遗漏的情况，也不会使线程在wait出阻塞
            okToProceed = true;
            print("in proceed() - changed okToProceed to true");
            proceedLock.notifyAll();
            print("in proceed() - just did notifyAll()");  

            print("in proceed() - leaving sync block");
        }  

        print("in proceed() - leaving");
    }  

    private static void print(String msg) {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(name + ": " + msg);
    }  

    public static void main(String[] args) {
        final MissedNotifyFix mnf = new MissedNotifyFix();  

        Runnable runA = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        //休眠1000ms，大于runB中的500ms，
                        //是为了后调用waitToProceed，从而先notifyAll，后wait，
                        Thread.sleep(1000);
                        mnf.waitToProceed();
                    } catch ( InterruptedException x ) {
                        x.printStackTrace();
                    }
                }
            };  

        Thread threadA = new Thread(runA, "threadA");
        threadA.start();  

        Runnable runB = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        //休眠500ms，小于runA中的1000ms，
                        //是为了先调用proceed，从而先notifyAll，后wait，
                        Thread.sleep(500);
                        mnf.proceed();
                    } catch ( InterruptedException x ) {
                        x.printStackTrace();
                    }
                }
            };  

        Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");
        threadB.start();  

        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch ( InterruptedException x ) {}  

        print("about to invoke interrupt() on threadA");
        threadA.interrupt();
    }
}

执行结果如下：

​ 注意代码中加了注释的部分，在threadB进行通知之前，先将okToProceed置为true，这样如果threadA将通知遗漏，那么就不会进入while循环，也便不会执行wait方法，线程也就不会阻塞。如果通知没有被遗漏，wait方法返回后，okToProceed已经被置为true，下次while循环判断条件不成立，便会退出循环。

​ 这样，通过标志位和wait、notifyAll的配合使用，便避免了通知遗漏而造成的阻塞问题。

总结：在使用线程的等待/通知机制时，一般都要配合一个boolean变量值（或者其他能够判断真假的条件），在notify之前改变该boolean变量的值，让wait返回后能够退出while循环（一般都要在wait方法外围加一层while循环，以防止早期通知），或在通知被遗漏后，不会被阻塞在wait方法处。这样便保证了程序的正确性。