Java多線程中的虛假喚醒和如何避免

2020 年 12 月 3 日
筆記
JAVA, 多線程

先來看一個例子

一個賣面的麵館，有一個做面的廚師和一個吃面的食客，需要保證，廚師做一碗面，食客吃一碗面，不能一次性多做幾碗面，更不能沒有面的時候吃面；按照上述操作，進行十輪做面吃面的操作。

用代碼說話

首先我們需要有一個資源類，裏面包含面的數量，做面操作，吃面操作；
當面的數量為0時，廚師才做面，做完面，需要喚醒等待的食客，否則廚師需要等待食客吃完面才能做面；
當面的數量不為0時，食客才能吃面，吃完面需要喚醒正在等待的廚師，否則食客需要等待廚師做完面才能吃面；
然後在主類中，我們創建一個廚師線程進行10次做面，一個食客線程進行10次吃面；
代碼如下：

package com.duoxiancheng.code;

/**
 * @user: code隨筆
 */

class Noodles{

    //面的數量
    private int num = 0;

    //做面方法
    public synchronized void makeNoodles() throws InterruptedException {
        //如果面的數量不為0，則等待食客吃完面再做面
        if(num != 0){
            this.wait();
        }

        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"做好了一份面，當前有"+num+"份面");
        //面做好後，喚醒食客來吃
        this.notifyAll();
    }

    //吃面方法
    public synchronized void eatNoodles() throws InterruptedException {
        //如果面的數量為0，則等待廚師做完面再吃面
        if(num == 0){
            this.wait();
        }

        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"吃了一份面，當前有"+num+"份面");
        //吃完則喚醒廚師來做面
        this.notifyAll();
    }

}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Noodles noodles = new Noodles();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.makeNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"廚師A").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.eatNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"食客甲").start();

    }

}

輸出如下：

可以見到是交替輸出的；

如果有兩個廚師，兩個食客,都進行10次循環呢？

Noodles類的代碼不用動，在主類中多創建兩個線程即可，主類代碼如下：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Noodles noodles = new Noodles();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.makeNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"廚師A").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.makeNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"廚師B").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.eatNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"食客甲").start();

        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        noodles.eatNoodles();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"食客乙").start();

    }
}

此時輸出如下：