成员变量锁上的线程行为

Question

当运行以下代码时，抛出IllegalMonitorStateException。

class Consumer {
    private int capacity = 5;
    private Queue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(capacity);

    class ConsumerWaitNotify implements Runnable {
        public void run() {
            try {
                consumeItem();
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();

            }
        }
        void consumeItem() {
            try {
                synchronized (queue) {            //Line 1
                    while(queue.size() == 0) {
                        System.out.format("%n%s: Waiting..Empty Queue, Size: %d%n", Thread.currentThread().getName(),
                                            queue.size());
                        wait();           //Line 2
                    }
                    int popItem = queue.poll();
                    System.out.format("%n%s: Consumes Item: %d, Size: %d", Thread.currentThread().getName(), 
                                        popItem, queue.size());
                    notify();
                }           
            } catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();

            }
        }
    }
}

public class ConsWaitNotify {

    public static void main(String[] args) {
        Consumer pc = new Consumer();
        Consumer.ConsumerWaitNotify cwn = pc.new ConsumerWaitNotify();
        Thread consumer = new Thread(cwn, "CONSUMER");
        consumer.start();

    }
}

错误如下：

CONSUMER: Waiting..Empty Queue, Size: 0
Exception in thread "CONSUMER" java.lang.IllegalMonitorStateException
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
    at com.threadconcurrency.lock.prodcons.Consumer$ConsumerWaitNotify.consumeItem(ConsWaitNotify.java:67)
    at com.threadconcurrency.lock.prodcons.Consumer$ConsumerWaitNotify.run(ConsWaitNotify.java:52)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

我在调试的时候发现，当执行到第2行wait()命令时，线程不是退出runnable状态，而是跳转到第1行执行，并执行了2次。因此它抛出异常。

我假设在wait之后，线程可能释放了对象(queue)的锁，但仍然持有对象class ConsumerWaitNotify，这就是它如此表现的原因。

我通过 Consumer 的单独 class 和方法 consumeItem() 实现了我想要的 synchronised(this) 代码和 ConsumerWaitNotify 以 Consumer 对象作为成员。

但这有什么不对的。我仍然很困惑，无法预测确切的行为。谁能帮帮我？

Answer 1

您正在同步变量 queue，但在 this 对象上调用 wait() 和 notify()。您要么需要使用 synchornized(this) 保持锁定，要么调用 queue.wait() 和 queue.notify() 以确保您通知您拥有锁定的同一个监视器。你可以看看Guarded Blocks docs.

请注意，您不需要自己实现队列。 JDK 提供了一些 java.util.concurrent.BlockingQueue 实现：

A Queue that additionally supports operations that wait for the queue to become non-empty when retrieving an element, and wait for space to become available in the queue when storing an element.

成员变量锁上的线程行为

Thread behaviour on member variable lock

java

multithreading

synchronization

notify

wait