Метод wait() ожидает изменения некоторого условия, неподконтрольного для текущего метода. Довольно часто это условие изменяется в результате выполнения другой задачи. Активное ожидание, то есть проверка условия в цикле, нежелательно из-за неэффективного расходования вычислительных ресурсов. Таким образом, метод wait() обеспечивает механизм синхронизации действий между задачами.
Важно понять, что метод sleep() не освобождает объект блокировки. С другой стороны, метод wait() снимает блокировку с объекта, тем самым позволяя остальным потокам вызывать другие синхронизированные методы объекта во время выполнения wait(). Это очень важно, потому что обычно именно «другие» методы приводят к изменению условия и активизации приостановленной задачи.
Существует две формы метода wait(). У первой формы аргумент имеет такой же смысл, как и аргумент метода sleep(): это продолжительность интервала в миллисекундах, на который приостанавливается выполнение потока. Разница между методами состоит в следующем:
· При выполнении метода wait() блокируемый объект освобождается.
· Выйти из состояния ожидания, установленного wait(), можно двумя способами: с помощью уведомления notify() или notifyAll() либо по истечении срока ожидания.
Вторая, более распространенная форма вызывается без аргументов. Эта версия метода wait() заставит поток простаивать, пока не придет уведомление notify() или notifyAll().
Пожалуй, самое интересное в методах wait(), notify() и notifyAll() — их принадлежность к общему классу Object, а не к классу потоков Thread. Хотя это и кажется немного нелогичным — размещение чего-то, относящегося исключительно к механизму потоков, в общем базовом классе — на самом деле это решение совершенно оправдано, поскольку означенные методы манипулируют блокировками, которые являются частью любого объекта. В результате ожидание (wait()) может использоваться в любом синхронизированном методе, независимо от того, наследует ли класс от Thread или реализует Runnable. Вообще говоря, единственное место, где допустимо вызывать метод wait(), — это синхронизированный метод или блок (метод sleep() можно вызывать в любом месте, так как он не манипулирует блокировкой). Если вызвать метод wait() или notify() в обычном методе, программа скомпилируется, однако при ее выполнении возникнет исключение IllegalMonitorStateException с несколько туманным сообщением «текущий поток не является владельцем» («current thread not owner»). Это сообщение означает, что поток, востребовавший методы wait(), notify() или notifyAll(), должен быть «хозяином» блокируемого объекта (овладеть объектом блокировки) перед вызовом любого из данных методов.
Вы можете «попросить» объект провести операции с помощью его собственного объекта блокировки. Для этого необходимо сначала захватить блокировку для данного объекта. Например, если вы хотите вызвать notifyAll() для объекта х, то должны сделать это в синхронизируемом блоке, устанавливающем блокировку для х:
synchronized(x) { х.notifyAll();}
Рассмотрим простой пример. В программе WaxOMatic.java задействованы два процесса: один наносит восковую пасту на автомашину (Саr), а другой полирует ее. Задача полировки не может приступить к работе до того, как задача нанесения пасты завершит свою операцию, а задача нанесения пасты должна ждать завершения полировки, чтобы наложить следующий слой пасты. Оба класса, WaxOn и WaxOff, используют объект Саr, который приостанавливает и возобновляет задачи в ожидании изменения условия:
//: concurrency/waxomatic/WaxOMatic.java
// Простейшее взаимодействие задач.
package concurrency.waxomatic;
import java.util.concurrent.*;
import static net.mindview.util.Print.*;
class Car {
private boolean waxOn = false;
public synchronized void waxed() {
waxOn = true; // Готово к обработке
notifyAll();
}
public synchronized void buffed() {
waxOn = false; // Готово к нанесению очередного слоя
notifyAll();
}
public synchronized void waitForWaxing()
throws InterruptedException {
while(waxOn == false)
wait();
}
public synchronized void waitForBuffing()
throws InterruptedException {
while(waxOn == true)
wait();
}
}
class WaxOn implements Runnable {
private Car car;
public WaxOn(Car c) { car = c; }
public void run() {
try {
while(!Thread.interrupted()) {
printnb("Wax On! ");
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);
car.waxed();
car.waitForBuffing();
}
} catch(InterruptedException e) {
print("Exiting via interrupt");
}
print("Ending Wax On task");
}
}
class WaxOff implements Runnable {
private Car car;
public WaxOff(Car c) { car = c; }
public void run() {
try {
while(!Thread.interrupted()) {
car.waitForWaxing();
printnb("Wax Off! ");
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);
car.buffed();
}
} catch(InterruptedException e) {
print("Exiting via interrupt");
}
print("Ending Wax Off task");
}
}
public class WaxOMatic {
public static void main(String[] args) throws Exception {
</spoiler> Класс Саr содержит одну логическую переменную waxOn, которая описывает текущее состояние процесса полировки. Метод waitForWaxing() проверяет флаг waxOn, и, если он равен false, вызывающая задача приостанавливается вызовом wait(). Очень важно, что это происходит в синхронизированном методе. При вызове wait() поток приостанавливается, а блокировка снимается. Последнее принципиально, потому что для безопасного изменения состояния объекта (например, для присваивания waxOn значения true, без чего приостановленная задача не сможет продолжить работу) блокировка должна быть доступна для другой задачи. В нашем примере при вызове другой задачей метода waxed(), указывающего, что пришло время что-то сделать, для задания истинного значения waxOn необходимо установить блокировку. Затем waxed() вызывает notifyAll(); задача, приостановленная вызовом wait(), активизируется. Для этого нужно сначала заново получить блокировку, освобожденную при входе в wait(). Задача не активизируется, пока блокировка не станет доступной.
