java - 使用同步但结果 IllegalMonitorStateException 从另一个类通知线程

Question

我想通过多线程模拟赛跑游戏，我希望运行者在Referee 开枪后开始运行，所以我把wait()放在运行者的run方法等待Referee，这是runner(PrintRunner.class)run方法

@Override
public void run() {
    sleepTime = random.nextInt(3)+8;
    System.out.println(name+" is ready~");
    try {
        synchronized(this){
            wait();
        }
        System.out.println("Start running~");
        Thread.sleep(sleepTime*1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        System.err.println(e.getMessage());
    }
    System.out.println(name +" win the game!!!");
}

这是Referee运行方法:

@Override
public void run() {
    TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;
    try {
        unit.sleep(3);
        System.out.println(name+" : On your mark, get set~");
        unit.sleep(5);
    } catch (InterruptedException e) {
        System.err.println(e.getMessage());
    }
    System.out.println("Fire a pistol!!!");

    synchronized(PrintRunner.class){
        notifyAll();
    }   
}

当 Referee 通知运行者时，我得到一个 IllegalMonitorStateException，当我使用 wait() 和 notifyAll() 时，我得到了 PrintRunner 锁。

请告诉我代码出错的原因。

Answer 1

您的程序无法运行，因为您在 Referee 实例上调用 notifyAll()，但它是在 block 内执行的，在 PrintRunner 上同步。类。您只能在持有锁的对象上调用 notify()/notifyAll()，否则您会得到 IllegalMonitorStateException。

但是切换到 PrintRunner.class.notifyAll() 对你没有帮助，因为这个调用只会影响那些正在等待 PrintRunner.class< 上的通知的线程 对象，你没有这样的线程。您的线程正在等待特定实例，而不是类本身。因此，您的 Referee 需要遍历所有等待的 PrintRunner 实例，并对每个实例调用 notify():

for(PrintRunner runner: runners) {
    synchronized(runner) {
        runner.notify();
    }
}

所描述的解决方案可行，但它的缺点是对所有运行者都不公平。他们中的一些人会比其他人更早收到通知。

重要说明:使用 PrintRunner.class.wait() 和 PrintRunner.class.notifyAll() 会起作用，但会遇到同样的不公平问题，因为每个运行者都会必须重新获取单个 PrintRunner.class 实例上的锁才能取得进展。而且他们只能按顺序进行。在您的情况下(除了 wait() 调用之外，同步块(synchronized block)中没有任何内容)启动之间的延迟可以忽略不计，但它仍然会存在。

---

幸运的是，Java 为您的问题提供了更好的解决方案——CountDownLatch 类。特别是，您需要一个值为 1 的 CountDownLatch。所有运行者都必须等待这个闩锁，直到裁判将其设置为零。此刻，他们都将被立即释放。请注意，所有对象(裁判和运行者)必须使用相同的共享闩锁。让裁判拥有它(这是手枪):

Referee.java

private final CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1);

public CountDownLatch getStartLatch() {
    return startLatch;
}

@Override
public void run() {
    // prepare to start, make sure all the runners are ready
    // ...

    // This will release all the waiting runners:
    startLatch.countDown();
}

PrintRunner.java

@Override
public void run() {
    try {
        // This call will wait until the referee counts the latch down to zero
        referee.getStartLatch().await();
    } catch (InterruptedException e) {
        // Handle unexpected interruption here
    }
}

为了确保所有运行线程都已启动并准备就绪，您可以使用另一个初始值等于线程数的锁存器。在调用 getStartLatch().await() 之前，每个运行线程必须在它准备就绪后立即对它进行计数。在倒计时开始闩锁之前，裁判必须等待这个闩锁。这将保证您的比赛尽可能公平——所有参赛者都有时间准备，并且所有参赛者都同时被释放。