【Java并发编程】之十二：线程间通信中notifyAll造成的早期通知问题（含代码）

如果线程在等待时接到通知，但线程等待的条件还不满足，此时，线程接到的就是早期通知，如果条件满足的时间很短，但很快又改变了，而变得不再满足，这时也将发生早期通知。这种现象听起来很奇怪，下面通过一个示例程序来说明问题。

很简单，两个线程等待删除List中的元素，同时另外一个线程正要向其中添加项目。代码如下：

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1. import java.util.*;
2. public class EarlyNotify extends Object {
3. private List list;
4. public EarlyNotify() {
5. list = Collections.synchronizedList(new LinkedList());
6. }
7. public String removeItem() throws InterruptedException {
8. print("in removeItem() - entering");
9. synchronized ( list ) {
10. if ( list.isEmpty() ) {  //这里用if语句会发生危险
11. print("in removeItem() - about to wait()");
12. list.wait();
13. print("in removeItem() - done with wait()");
14. }
15. //删除元素
16. String item = (String) list.remove(0);
17. print("in removeItem() - leaving");
18. return item;
19. }
20. }
21. public void addItem(String item) {
22. print("in addItem() - entering");
23. synchronized ( list ) {
24. //添加元素
25. list.add(item);
26. print("in addItem() - just added: ‘" + item + "‘");
27. //添加后，通知所有线程
28. list.notifyAll();
29. print("in addItem() - just notified");
30. }
31. print("in addItem() - leaving");
32. }
33. private static void print(String msg) {
34. String name = Thread.currentThread().getName();
35. System.out.println(name + ": " + msg);
36. }
37. public static void main(String[] args) {
38. final EarlyNotify en = new EarlyNotify();
39. Runnable runA = new Runnable() {
40. public void run() {
41. try {
42. String item = en.removeItem();
43. print("in run() - returned: ‘" +
44. item + "‘");
45. } catch ( InterruptedException ix ) {
46. print("interrupted!");
47. } catch ( Exception x ) {
48. print("threw an Exception!!!\n" + x);
49. }
50. }
51. };
52. Runnable runB = new Runnable() {
53. public void run() {
54. en.addItem("Hello!");
55. }
56. };
57. try {
58. //启动第一个删除元素的线程
59. Thread threadA1 = new Thread(runA, "threadA1");
60. threadA1.start();
61. Thread.sleep(500);
62. //启动第二个删除元素的线程
63. Thread threadA2 = new Thread(runA, "threadA2");
64. threadA2.start();
65. Thread.sleep(500);
66. //启动增加元素的线程
67. Thread threadB = new Thread(runB, "threadB");
68. threadB.start();
69. Thread.sleep(10000); // wait 10 seconds
70. threadA1.interrupt();
71. threadA2.interrupt();
72. } catch ( InterruptedException x ) {}
73. }
74. }

执行结果如下：

分析：首先启动threadA1，threadA1在removeItem（）中调用wait（），从而释放list上的对象锁。再过500ms，启动threadA2，threadA2调用removeItem（），获取list上的对象锁，也发现列表为空，从而在wait（）方法处阻塞，释放list上的对象锁。再过500ms后，启动threadB，并调用addItem，获得list上的对象锁，并在list中添加一个元素，同时用notifyAll通知所有线程。

threadA1和threadA2都从wait（）返回，等待获取list对象上的对象锁，并试图从列表中删除添加的元素，这就会产生麻烦，只有其中一个操作能成功。假设threadA1获取了list上的对象锁，并删除元素成功，在退出synchronized代码块时，它便会释放list上的对象锁，此时threadA2便会获取list上的对象锁，会继续删除list中的元素，但是list已经为空了，这便会抛出IndexOutOfBoundsException。

要避免以上问题只需将wait外围的if语句改为while循环即可，这样当list为空时，线程便会继续等待，而不会继续去执行删除list中元素的代码。

修改后的执行结果如下：

总结：在使用线程的等待/通知机制时，一般都要在while循环中调用wait（）方法，满足条件时，才让while循环退出，这样一般也要配合使用一个boolean变量（或其他能判断真假的条件，如本文中的list.isEmpty()），满足while循环的条件时，进入while循环，执行wait（）方法，不满足while循环的条件时，跳出循环，执行后面的代码。