如果一个人在谷歌上搜索“notify()和notifyAll()之间的区别”,那么会跳出很多解释(撇开javadoc段落)。这都归结于被唤醒的等待线程的数量:notify()中有一个,notifyAll()中有所有线程。

然而(如果我确实理解了这些方法之间的区别),只有一个线程总是被选择用于进一步的监视采集;第一种情况是VM选择的线程,第二种情况是系统线程调度程序选择的线程。程序员不知道它们的确切选择过程(在一般情况下)。

那么notify()和notifyAll()之间有什么有用的区别呢?我遗漏了什么吗?


当前回答

显然,notify唤醒等待集中的一个线程(any), notifyAll唤醒等待集中的所有线程。下面的讨论应能消除任何疑问。大多数时候应该使用notifyAll。如果您不确定使用哪个,那么使用notifyAll。请看下面的解释。

仔细阅读并理解。如果您有任何问题,请发邮件给我。

查看生产者/消费者(假设是一个具有两个方法的ProducerConsumer类)。IT IS BROKEN(因为它使用notify) -是的,它可能工作-甚至大多数时候,但它也可能导致死锁-我们将看到为什么:

public synchronized void put(Object o) {
    while (buf.size()==MAX_SIZE) {
        wait(); // called if the buffer is full (try/catch removed for brevity)
    }
    buf.add(o);
    notify(); // called in case there are any getters or putters waiting
}

public synchronized Object get() {
    // Y: this is where C2 tries to acquire the lock (i.e. at the beginning of the method)
    while (buf.size()==0) {
        wait(); // called if the buffer is empty (try/catch removed for brevity)
        // X: this is where C1 tries to re-acquire the lock (see below)
    }
    Object o = buf.remove(0);
    notify(); // called if there are any getters or putters waiting
    return o;
}

首先,

为什么我们需要一个while循环围绕等待?

我们需要一个while循环,以防出现这种情况:

消费者1 (C1)进入同步块,缓冲区是空的,因此C1被放入等待集(通过等待调用)。消费者2 (C2)即将进入同步方法(在上面的Y点),但生产者P1在缓冲区中放入一个对象,然后调用notify。唯一等待的线程是C1,因此它被唤醒,现在试图重新获得点X(上面)的对象锁。

Now C1 and C2 are attempting to acquire the synchronization lock. One of them (nondeterministically) is chosen and enters the method, the other is blocked (not waiting - but blocked, trying to acquire the lock on the method). Let's say C2 gets the lock first. C1 is still blocking (trying to acquire the lock at X). C2 completes the method and releases the lock. Now, C1 acquires the lock. Guess what, lucky we have a while loop, because, C1 performs the loop check (guard) and is prevented from removing a non-existent element from the buffer (C2 already got it!). If we didn't have a while, we would get an IndexArrayOutOfBoundsException as C1 tries to remove the first element from the buffer!

NOW,

为什么我们需要notifyAll?

在上面的生产者/消费者示例中,我们似乎可以使用notify。看起来是这样的,因为我们可以证明生产者和消费者的等待循环上的守卫是互斥的。也就是说,看起来我们不能让一个线程同时在put方法和get方法中等待,因为,为了使它为真,那么下面的条件必须为真:

buf.size() == 0 AND buf.size() == MAX_SIZE(假设MAX_SIZE不为0)

然而,这还不够好,我们需要使用notifyAll。让我们看看为什么……

Assume we have a buffer of size 1 (to make the example easy to follow). The following steps lead us to deadlock. Note that ANYTIME a thread is woken with notify, it can be non-deterministically selected by the JVM - that is any waiting thread can be woken. Also note that when multiple threads are blocking on entry to a method (i.e. trying to acquire a lock), the order of acquisition can be non-deterministic. Remember also that a thread can only be in one of the methods at any one time - the synchronized methods allow only one thread to be executing (i.e. holding the lock of) any (synchronized) methods in the class. If the following sequence of events occurs - deadlock results:

步骤1: - P1将1个字符放入缓冲区

步骤2: P2尝试put -检查等待循环-已经是一个字符-等待

步骤3: P3尝试put -检查等待循环-已经是一个字符-等待

步骤4: - C1尝试获取1个char C2尝试在进入get方法时获取1个字符块 C3尝试在进入get方法时获取1个字符块

步骤5: C1正在执行get方法——获取char,调用notify,退出方法 —notify唤醒P2 但是,C2在P2之前进入方法(P2必须重新获得锁),所以P2在进入put方法时阻塞 C2检查等待循环,缓冲区中没有更多字符,所以等待 C3在C2之后进入方法,但在P2之前,检查等待循环,缓冲区中没有更多字符,所以等待

步骤6: -现在:有P3, C2,和C3等待! -最后P2获取锁,在缓冲区中放入一个字符,调用notify,退出方法

第七步: P2的通知会唤醒P3(记住任何线程都可以被唤醒) P3检查等待循环条件,缓冲区中已经有一个字符,所以等待。 没有更多线程调用通知和三个线程永久挂起!

解决方案:在生产者/消费者代码(上面)中用notifyAll替换notify。

其他回答

简短的总结:

总是更喜欢使用notifyAll()而不是notify(),除非你有一个大型并行应用程序,其中大量线程都在做同样的事情。

解释:

notify()[…醒来时还是单身 线程。因为notify()不允许指定线程 唤醒后,它只在大规模并行应用程序中有用 是指具有大量线程的程序,它们都执行类似的任务。 在这样的应用程序中,您不关心哪个线程被唤醒。

来源:https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/guardmeth.html

比较上述情况下的notify()和notifyAll():一个大型并行应用程序,其中线程在做相同的事情。如果在这种情况下调用notifyAll(), notifyAll()将导致大量线程的唤醒(即调度),其中许多线程是不必要的(因为实际上只有一个线程可以继续,即被授予wait()、notify()或notifyAll()对象监视的线程被调用),因此浪费计算资源。

因此,如果您的应用程序中没有大量线程并发地做同样的事情,请使用notifyAll()而不是notify()。为什么?因为,正如其他用户已经在这个论坛上回答的那样,notify()

唤醒正在此对象的监视器上等待的单个线程。[…] 选择是任意的,发生在自由裁量权 实现。

来源:Java SE8 API (https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Object.html#notify--)

Imagine you have a producer consumer application where consumers are ready (i.e. wait() ing) to consume, producers are ready (i.e. wait() ing) to produce and the queue of items (to be produced / consumed) is empty. In that case, notify() might wake up only consumers and never producers because the choice who is waken up is arbitrary. The producer consumer cycle wouldn't make any progress although producers and consumers are ready to produce and consume, respectively. Instead, a consumer is woken up (i.e. leaving the wait() status), doesn't take an item out of the queue because it's empty, and notify() s another consumer to proceed.

In contrast, notifyAll() awakens both producers and consumers. The choice who is scheduled depends on the scheduler. Of course, depending on the scheduler's implementation, the scheduler might also only schedule consumers (e.g. if you assign consumer threads a very high priority). However, the assumption here is that the danger of the scheduler scheduling only consumers is lower than the danger of the JVM only waking up consumers because any reasonably implemented scheduler doesn't make just arbitrary decisions. Rather, most scheduler implementations make at least some effort to prevent starvation.

Notify()唤醒在同一对象上调用wait()的第一个线程。

notifyAll()唤醒在同一对象上调用wait()的所有线程。

优先级最高的线程将首先运行。

在这里,所有的醒来都没有多大意义。 Wait notify和notifyall,所有这些都放在拥有对象的监视器之后。如果一个线程处于等待阶段,并且调用了notify,那么这个线程将占用该锁,此时没有其他线程可以占用该锁。所以并发访问根本不能发生。据我所知,只有在锁定对象后才能调用wait notify和notifyall。如果我错了,请指正。

这个答案是xagyg的优秀答案的图形重写和简化,包括eran的评论。

为什么要使用notifyAll,即使每个产品都是针对单个消费者的?

考虑生产者和消费者,简化如下。

制作人:

while (!empty) {
   wait() // on full
}
put()
notify()

消费者:

while (empty) {
   wait() // on empty
}
take()
notify()

假设2个生产者和2个消费者共享一个大小为1的缓冲区。下图描述了一个导致死锁的场景,如果所有线程都使用notifyAll,就可以避免死锁。

每个通知都被标记为被唤醒的线程。

线程有三种状态。

WAIT -线程没有使用任何CPU周期 BLOCKED -线程在试图获取监视器时被阻塞。它可能仍在使用CPU周期 RUNNING -线程正在运行。

现在,当调用notify()时,JVM选择一个线程并将其移动到BLOCKED状态,从而将其移动到RUNNING状态,因为没有竞争监视器对象。

当调用notifyAll()时,JVM选取所有线程并将它们移到BLOCKED状态。所有这些线程都将优先获得对象的锁。能够首先获取监视器的线程将能够首先进入RUNNING状态,依此类推。