如何喚醒等待相同條件的所有線程？

Question

我有以下情況。 幾個線程正在等待相同的條件。 當得到通知時，所有應該停止等待，更改標志並返回對象：

 public Object getObject(){
    lock.lock();
    try {
        while (check)){
            condition.await();
        }

        return returnObjectAndSetCheckToFalse();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

但是這段代碼不起作用，因為更快的線程可能會將check標志更改為false，而第二個更慢的線程將再次阻塞。 可能有一個邏輯，即兩個等待線程都將被喚醒，它們都將check flag設置為false，並返回對象？ 或許它是矛盾的？

最簡單的方法是將wait更改為if語句，但是這很容易受到虛假喚醒的影響。

Answer 1

您可以使用CountDownLatch或CyclicBarrier 。

使用Future也是一種可能性， FutureTask更具體。 它有一個方法get() ，可用於阻止代碼執行，直到Future完成其工作，從而滿足您的要求。

您還可以實現自己的Barrier，它會在循環中執行wait()直到滿足某個條件。 實現該條件會觸發notifyAll() ，循環將完成，所有線程都可以繼續。 但這將重新發明輪子。

Answer 2

我認為你正在努力實現，使用Future s：

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

// producer
final Future<String> producer = executor.submit(new Callable<String>() {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(5000);
        return "done";
    }
});

// consumers
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    final int _i = i;
    executor.submit(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Consumer "+_i+" starts.");
            try {
                String value = producer.get();
                System.out.println("Consumer "+_i+" ends: "+value);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
}

如果你運行它，你應該看到所有的消費者線程打印出他們的開始消息，然后暫停，然后消費者線程打印出他們已經完成。 顯然你必須將產生getObject()值的任何東西改成Callable但我敢打賭這會簡化代碼，因為現在它將在程序上進行結構化，而不是將計算結果存儲在共享中變量。 我也比使用手動鎖定的任何代碼更自信它的線程安全。

Answer 3

一種方法是使用wait（）而不是condition.await() 。 然后使用notifyAll（）喚醒線程。

理想情況下，您將繼續使用導致線程休眠的條件對象，並調用方法signalAll（）來喚醒所有線程。

在你的代碼我只會添加：

public Object getObject(){
lock.lock();
try {
    while (check)){
        condition.await();
    }
        condition.signalAll();
    return returnObjectAndSetCheckToFalse();
} finally {
    lock.unlock();
}

}

我甚至會考慮在returnObjectAndSetCheckToFalse（）方法中而不是在return語句之前使用condition.signalAll（）的可能性。

Answer 4

據我所知，如果你的condition.await（）返回，你需要從所有線程中的方法體返回。 這個丑陋的解決方案應該有所幫助，盡管我認為有更好的解決方法：

public Object getObject() {
  lock.lock();
  try {
    int localstate = this.state;

    while (check && localstate == this.state)) {
      condition.await(); // all threads that are waiting here have the same state
    }

    if (!check) {
      this.state++; // first thread will change state thus making other threads ignore the 'check' value
    }

    return returnObjectAndSetCheckToFalse();
  } finally {
    lock.unlock();
  }
}

Answer 5

確實這是矛盾的。 你想要實現的是有問題的。 你希望在條件上等待的線程應該得到結果並繼續，但是一個在通知之后不會調用getObject的線程。 至少，這是不公平的。 該線程是否設法在通知之前調用getObject ，是純隨機的。 你應該減少不確定性，而不是增加它。