在破坏占用且等待条件的时候，如果转出账本和转入账本不满足同时在文件架上这个条件，就用死循环的方式来循环等待，代码如下：
// 一次性申请转出账户和转入账户，直到成功
while(!actr.apply(this, target))
；
apply() 操作耗时非常短，而且并发冲突量也不大时，这个方案还可行，因为这种场景下，循环上几次或者几十次就能一次性获取转出账户和转入账户了。但是如果 apply() 操作耗时长，或者并发冲突量大的时候，循环等待这种方案就不适用了，因为在这种场景下，可能要循环上万次才能获取到锁，太消耗 CPU 了。
在这种场景下，最好的方案应该是：
如果线程要求的条件（转出账本和转入账本同在文件架上）不满足，则线程阻塞自己，进入等待状态；
当线程要求的条件（转出账本和转入账本同在文件架上）满足后，通知等待的线程重新执行。其中，使用线程阻塞的方式就能避免循环等待消耗 CPU 的问题。
一、等待 - 通知机制
线程首先获取互斥锁，当线程要求的条件不满足时，释放互斥锁，进入等待状态；当要求的条件满足时，通知等待的线程，重新获取互斥锁。
二、用 synchronized 实现等待 - 通知机制
wait() 操作工作原理.png
左边有一个等待队列，同一时刻，只允许一个线程进入 synchronized 保护的临界区，当有一个线程进入临界区后，其他线程就只能进入图中左边的等待队列里等待。这个等待队列和互斥锁是一对一的关系，每个互斥锁都有自己独立的等待队列。
1.等待
在并发程序中，当一个线程进入临界区后，由于某些条件不满足，需要进入等待状态，Java 对象的 wait() 方法就能够满足这种需求。如图，当调用 wait() 方法后，当前线程就会被阻塞，并且进入到右边的等待队列中，这个等待队列也是互斥锁的等待队列。 线程在进入等待队列的同时，会释放持有的互斥锁，线程释放锁后，其他线程就有机会获得锁，并进入临界区了。
2.通知
线程要求的条件满足时，需要通知这个等待的线程；使用Java 对象的 notify() 和 notifyAll() 方法。
notify() 操作工作原理.png
当条件满足时调用 notify()，会通知等待队列（互斥锁的等待队列）中的线程，告诉它条件曾经满足过。
曾经满足过：notify() 只能保证在通知时间点，条件是满足的。而被通知线程的执行时间点和通知的时间点基本上不会重合，所以当线程执行的时候，很可能条件已经不满足了（保不齐有其他线程插队）。这一点需要格外注意。
被通知的线程要想重新执行，仍然需要获取到互斥锁（因为曾经获取的锁在调用 wait() 时已经释放了）。
wait()、notify()、notifyAll() 方法操作的等待队列是互斥锁的等待队列：
- 如果 synchronized 锁定的是 this，那么对应的一定是 this.wait()、this.notify()、this.notifyAll()；
- 如果 synchronized 锁定的是 target，那么对应的一定是 target.wait()、target.notify()、target.notifyAll() 。
- wait()、notify()、notifyAll() 这三个方法能够被调用的前提是已经获取了相应的互斥锁，所以 wait()、notify()、notifyAll() 都是在 synchronized{}内部被调用的。
- 如果在 synchronized{}外部调用，或者锁定的 this，而用 target.wait() 调用的话，JVM 会抛出一个运行时异常：java.lang.IllegalMonitorStateException。
三、使用等待 - 通知机制
解决一次性申请转出账户和转入账户的问题，注意事项：
- 互斥锁：Allocator 需要是单例的，所以可以用 this 作为互斥锁。
- 线程要求的条件：转出账户和转入账户都没有被分配过。
- 何时等待：线程要求的条件不满足就等待。
- 何时通知：当有线程释放账户时就通知。
class Allocator {
private List<Object> als;
// 一次性申请所有资源
synchronized void apply(Object from, Object to){
// 经典写法
while(als.contains(from) || als.contains(to)){
try{
wait();
}catch(Exception e){
}
}
als.add(from);
als.add(to);
}
// 归还资源
synchronized void free(Object from, Object to){
als.remove(from);
als.remove(to);
notifyAll();
}
}
class Account {
// actr应该为单例
private Allocator actr;
private int balance;
// 转账
void transfer(Account target, int amt){
// 一次性申请转出账户和转入账户，直到成功
actr.apply(this, target)；
try{
// 锁定转出账户
synchronized(this){
// 锁定转入账户
synchronized(target){
if (this.balance > amt){
this.balance -= amt;
target.balance += amt;
}
}
}
} finally {
actr.free(this, target)
}
}
}
四、notifyAll()
notify() 会随机地通知等待队列中的一个线程，而 notifyAll() 会通知等待队列中的所有线程。
假设有资源 A、B、C、D，线程 1 申请到了 AB，线程 2 申请到了 CD，此时线程 3 申请 AB，会进入等待队列（AB 分配给线程 1，线程 3 要求的条件不满足），线程 4 申请 CD 也会进入等待队列。
再假设之后线程 1 归还了资源 AB，如果使用 notify() 来通知等待队列中的线程，有可能被通知的是线程 4，但线程 4 申请的是 CD，所以此时线程 4 还是会继续等待，而真正该唤醒的线程 3 就再也没有机会被唤醒了。
所以除非经过深思熟虑，否则尽量使用 notifyAll()。
极客时间《Java并发编程实战》学习笔记Day09 - http://gk.link/a/11W9i
网友评论