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做 Java 开发的小伙伴,对 wait 方法和 notify 方法应该都比较熟悉,这两个方法在线程通讯中使用的频率非常高,但对于 notify 方法的唤醒顺序,有很多小伙伴的理解都是错误的,有很多人会认为 notify 是随机唤醒的,但它真的是随机唤醒的吗?

带着这个疑问,我们尝试休眠 100 个线程,再唤醒 100 个线程,并把线程休眠和唤醒的顺序保持到两个集合中,最后再打印一下这两个集合,看一下它们的执行顺序,如果它们的顺序是一致的,那说明 notify 是顺序唤醒的,否则则是随机唤醒的,notify 测试代码如下:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class NotifyExample {
    // 保存休眠线程的顺序
    private static List<String> waitList = new ArrayList<>();
    // 保存唤醒线程的顺序
    private static List<String> notifyList = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final Object lock = new Object();
        // 休眠 100 个线程
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            String threadName = Integer.toString(i); // 定义线程名
            new Thread(() -> {
                // 获取当前执行线程的线程名
                String currThreadName = Thread.currentThread().getName();
                synchronized (lock) {
                    waitList.add(currThreadName); // 存入等待 list
                    try {
                        lock.wait(); // 休眠线程
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    notifyList.add(currThreadName); // 存储唤醒 list
                }
            }, threadName).start();
        }
        Thread.sleep(1000);
        // 唤醒 100 个线程
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            synchronized (lock) {
                lock.notify(); // 唤醒线程
            }
        }
        // 打印 2 个线程列表
        System.out.println("等待线程顺序:" + waitList);
        System.out.println("唤醒线程顺序:" + waitList);
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示:
image.png
从上述打印的结果我们可以看出,使用 notify 并不是随机唤醒的,而是顺序唤醒的,虽然以上代码能证明这个结论,但为了更清楚的解释这个问题,我们查看了 notify 的实现源码,它的源码内容如下:
image.png
简单翻译一下上面的重点内容,notify 选择唤醒的线程是任意的,但具体的实现还要依赖于 JVM。也就是说 notify 的唤醒规则,最终取决于 JVM 厂商,不同的厂商的实现可能是不同的,比如阿里的 JVM 和 Oracle 的 JVM,关于 notify 的唤醒规则可能是不一样的。

那作为一个普通的程序员我们要研究的就是官方的 JVM 也就是 HotSpot 虚拟机,它的 notify 实现源码在 ObjectMonitor.cpp 中,具体源码如下:
image.png
DequeueWaiter 方法实现的源码如下:
image.png
从上述源码可以看出,在进行唤醒时,每次会从 _WaitSet 等待集合中获取第一个元素进行出队操作,这也说明了 notify 是顺序唤醒的。

总结

notify 唤醒线程的规则是随机唤醒还是顺序唤醒取决于 JVM 的具体实现,作为主流的 HotSpot 虚拟机中的 notify 的唤醒规则是顺序的,也就是 notify 会按照线程的休眠顺序,依次唤醒线程。

是非审之于己,毁誉听之于人,得失安之于数。

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