實現Runnable時不同的行爲，而不是延長線程

Question

所以這裏是代碼。 基本上，如果我們改變ReadCalculation和Calculator類來擴展Thread而不是實現Runnable，我們需要實例化這些類並將它們傳遞給一個新的線程對象，或者只需在它們上調用start（）。

Calculator calc = new Calculator(); 
new ReadCalculation(calc).start(); 
new ReadCalculation(calc).start(); 
calc.start(); 

沒什麼特別的，到目前爲止..但是，當你執行這個小程序，有一個巨大的機會，你的線程將保持阻塞「等待計算......」如果我們上延伸渡過了Runnable接口的實現Thread類。

如果我們擴展Thread類而不是實現Runnable，那麼行爲是正確的，沒有任何競爭條件。 任何想法都可能是此行爲的來源？

public class NotifyAllAndWait { 

public static void main(String[] args) { 

     Calculator calc = new Calculator(); 
     Thread th01 = new Thread(new ReadCalculation(calc)); 
     th01.start(); 
     Thread th02 = new Thread(new ReadCalculation(calc)); 
     th02.start(); 

     Thread calcThread = new Thread(calc); 
     calcThread.start(); 
    } 
} 

class ReadCalculation implements Runnable { 

    private Calculator calc = null; 
    ReadCalculation(Calculator calc) { 
     this.calc = calc; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
     synchronized (calc) { 
      try { 
       System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Waiting for calculation..."); 
       calc.wait(); 
      } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
      } 
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Total: " + calc.getTotal()); 
     } 
    } 
} 

class Calculator implements Runnable { 
    private int total = 0; 
    @Override 
    public void run() { 
     synchronized(this) { 
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " RUNNING CALCULATION!"); 
      for(int i = 0; i < 100; i = i + 2){ 
       total = total + i; 
      } 
      notifyAll(); 
     } 
    } 
    public int getTotal() { 
     return total; 
    } 
} 

Answer 1

在implements Runnable版本，至少，你什麼都不做，以確保ReadCalculation線程達到Calculator線程進入其​​塊wait()之前。如果Calculator線程先輸入其​​塊，則在ReadCalculation線程調用wait()之前它將調用notifyAll()。如果發生這種情況，那麼notifyAll()是無效的，並且ReadCalculation線程將永遠等待。 （這是因爲notifyAll()只關心是已經等待對象線程;它不設置任何種類的，可以通過後續調用wait()被檢測對象上指示器的。）

爲了解決這個問題，你可以將屬性添加到Calculator可用於檢查所做的煩躁，並且只調用wait()如果Calculator是不完成：

if(! calc.isCalculationDone()) { 
    calc.wait(); 
} 

（需要注意的是，爲了完全避免比賽條件，整個if語句來是內的​​塊，而Calculator設置該屬性內的​​塊調用notifyAll()是很重要的。你知道爲什麼嗎？）

（順便說一下，彼得Lawrey的評論說，「一個線程可以輕鬆地下載到100次迭代之前，其他線程甚至開始」是極具誤導性，因爲在你的程序中的100次迭代都發生Calculator已輸入​​區塊。由於ReadCalculation線程被阻止進入他們的​​塊並且調用calc.wait()，而Calculator在​​塊中，所以它應該是1次迭代，100次迭代還是1,000,000次迭代應該沒有關係，除非它具有有趣的優化效果，可以改變這一點前的程序的時間。）

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您還沒有發佈整個extends Thread版本，但如果我理解正確的是什麼樣子，那麼它實際上仍然具有相同的競爭條件。然而，根據競爭條件的性質，微小的變化可能會嚴重影響不正當行爲的可能性。即使它看起來從來沒有出現過錯，仍然需要修正競爭條件，因爲幾乎可以肯定，如果您運行該程序的次數足夠多，它會偶爾會出現不正常行爲。

我沒有一個很好的解釋，爲什麼這種不正當行爲似乎比一種方法更頻繁地發生，但正如上面user1643723註釋，extends Thread的方法意味着大量的代碼其他也可能會鎖定您的Calculator實例;這可能會有某種效果。但說實話，我認爲值得擔憂的是，爲什麼競爭條件會更頻繁地或不經常地引起不良行爲;無論如何，我們必須解決它，故事的結尾。

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順便提及：

• 上面，我使用if(! calc.isCalculationDone());但實際上這是一個最佳做法，總是將調用wait()包裝在合適的while -loop中，所以你應該寫。這有兩個主要的原因：

  • 在平凡的計劃，你不一定知道爲什麼notifyAll()叫，或者即使你做什麼，你不知道這個原因是否仍然適用的等待線程實際喚醒的時間並恢復​​-lock。如果您使用while(not_ready_to_proceed()) { wait(); }結構來表達wait_until_ready_to_proceed()的想法，而不是僅僅編寫wait()並試圖確保沒有任何事情會導致它返回，而我們可以使用它來更容易地推斷您的交互的正確性，沒有準備好。

  • 在某些操作系統上，向進程發送信號將喚醒所有線程，即wait() -ing。這叫做虛假喚醒;有關更多信息，請參閱"Do spurious wakeups actually happen?"。因此，即使沒有其他線程稱爲notify()或notifyAll()，線程也可能會被喚醒。

• 的for -loop在Calculator.run()不應該在​​塊，因爲它不需要任何同步，所以不需要的爭用。在你的小程序中，它實際上沒有什麼區別（因爲無論如何，其他線程實際上沒有任何事情要做），但最好的做法是儘量減少​​塊內的代碼量。

Answer 2

當您執行這wait()需要在狀態改變後，你進行的notify()塊的循環。例如

// when notify 
changed = true; 
x.notifyAll(); 

// when waiting 
while(!changed) 
    x.wait(); 

如果您不這樣做，您將遇到諸如wait（）虛假地喚醒或notify（）丟失等問題。

注意：在其他線程啓動之前，線程可以很容易地進行100次迭代。預先創建Thread對象可能會對性能產生不同影響，以改變您的案例中的結果。