为什么我们必须使用“while”来检查竞争条件而不是“if”答案

【问题标题】：Why we must use "while" for checking race condition not "if"为什么我们必须使用“while”来检查竞争条件而不是“if”
【发布时间】：2016-01-16 03:20:36
【问题描述】：

我在“Thinking in java”中阅读了以下代码。

synchronized(obj)
    {
        while (condition_not_matched)
        {
            obj.wait();
        }
        //continue
        dosomething();

    }

我的想法：
使用“if”就可以了，因为“wait”意味着它必须得到obj的锁监视器，并且这里只能执行一个线程。

(1)为什么这里使用“while（条件）”而不是“if”？
(2)执行“obj.wait()”时发生了什么？当前线程是否释放“obj”的锁？
(3)当另一个线程执行“obj.notify()”时，前一个线程发生了什么（它是否重新获取了obj的锁？如果是，它必须condition_not_matched，所以“if”就足够了。）
我错了吗？

【问题讨论】：

一切都可以通过阅读wait()和notify()的javadoc（还有notifyAll()，应该是首选）来回答。
我不会说notifyAll“应该是首选”。有合适的情况，也有不合适的情况。
stackoverflow.com/q/32774399/2158288
@Wyzard，notifyAll() 应该首选的一种情况是，如果您向不完全了解自己在做什么的新手提供一口大小的建议。如果在可以使用 notify() 的情况下使用 notifyAll()，唯一的后果是程序的性能不如它可能做的那样好。如果你在应该使用 notifyAll() 的地方使用 notify()，那么后果可能比这更糟。

标签： java multithreading while-loop wait

【解决方案1】：

使用 if 检查而不是在循环中重复检查是错误的。使用循环有多种原因。

一个是“虚假唤醒”，这意味着等待方法可以在没有通知线程的情况下返回：根据退出等待方法的线程推断它必须得到通知是无效的。这种情况可能不会经常发生，但这是必须处理的可能性。

但主要原因是这个：当您的线程等待时，它会释放锁。当它收到通知时，它没有锁，必须再次获取它才能退出等待方法。 仅仅因为线程得到通知并不意味着它是下一个获得锁的。如果线程根据当线程没有锁的所有权时发生的事情决定要做什么，在通知发生和线程获得锁的时间之间，多个线程可能有机会对同一个共享对象进行操作，并且共享对象的状态可能不是您的线程认为的那样。使用 while 循环允许线程再次检查它正在等待的条件，同时保持锁，在继续之前确认条件仍然有效。

【讨论】：

虽然有很多解释，但你解释的水平确实有助于理解这个谜题。为此 +1。

【解决方案2】：

wait 方法的 Javadoc 中解释了循环的必要性：

线程也可以在没有被通知、中断或超时的情况下唤醒，即所谓的虚假唤醒。虽然这在实践中很少发生，但应用程序必须通过测试本应导致线程被唤醒的条件，如果条件不满足则继续等待。

为了防止这种情况，在wait()调用返回后，你必须再次检查条件，如果它为假，返回并再次调用wait()而不是继续。 while 循环实现了这一点。

当你调用wait()时，对象的锁在等待的同时自动释放，然后在方法返回之前再次获取。这意味着当另一个线程在对象上调用notify()时，等待线程不能立即恢复运行，因为通知线程仍然持有对象的锁，等待线程必须等待它被释放。这也意味着如果有多个等待线程并且您调用notifyAll()，则等待线程不能一次全部恢复：其中一个线程将获得锁并从wait()返回，当它释放锁时，然后另一个线程可以获取它并从wait()返回，依此类推。

在某些情况下，当涉及多个等待线程时，一个等待线程可能会被唤醒，发现条件为真，然后做一些事情，最终将条件改回为假——所有这些都是在持有锁的情况下进行的。然后，当它释放锁时（例如再次调用wait()），下一个线程唤醒并发现条件为假。在这种情况下，这不是虚假唤醒。条件确实为真，但在线程有机会检查它之前再次变为假。

例如：生产者线程将多个项目添加到队列并调用notifyAll() 来唤醒消费者线程。每个消费者线程从队列中取出一个项目，然后在处理该项目时释放锁。但是如果消费者线程的数量多于添加到队列中的项目，一些线程会醒来发现队列是空的，所以他们只需要重新等待。

检查while 循环中的条件除了处理虚假唤醒之外，还可以处理这种情况。

【讨论】：

【解决方案3】：

if 语句通过运行一次来检查表达式是真还是假，然后只有当它为真时才运行语句中的代码。

在哪里

while 条件继续执行 while 语句中的代码，直到表达式为真。此外，当您不知道可能需要循环多少次条件时，更适合使用 while 循环。

obj.wait() - 在这种情况下，导致当前线程等待，直到另一个线程为相应对象调用 notify() 方法或 nofityAll() 方法。如果超时作为参数传递，则胎面将等待一定时间。

obj.notify() 将唤醒一个正在相应对象监视器上等待的单个线程。只有在当前线程放弃对对象的锁定后，被唤醒的线程才会继续。

【讨论】：