java `wait()` 等待是如何实现的？

Question

我问的是等待过程而不是访问排序方法，它是最简单的形式，是带有条件退出的无限循环。什么是等待请求的资源消耗最少的方式，这就是让我问这个的原因。

Answer 1

Object.wait()JVM_MonitorWait根据ThreadReferencejavadoc ，功能是使用本机方法实现的：

/** Thread is waiting - Object.wait() or JVM_MonitorWait() was called */

public final int THREAD_STATUS_WAIT = 4;

该方法的实现可以在jvm.cppand uses中找到ObjectSynchronizer::wait：

JVM_ENTRY(void, JVM_MonitorWait(JNIEnv* env, jobject handle, jlong ms))

  JVMWrapper("JVM_MonitorWait");

  Handle obj(THREAD, JNIHandles::resolve_non_null(handle));

  JavaThreadInObjectWaitState jtiows(thread, ms != 0);

  if (JvmtiExport::should_post_monitor_wait()) {

    JvmtiExport::post_monitor_wait((JavaThread *)THREAD, (oop)obj(), ms);

    // The current thread already owns the monitor and it has not yet

    // been added to the wait queue so the current thread cannot be

    // made the successor. This means that the JVMTI_EVENT_MONITOR_WAIT

    // event handler cannot accidentally consume an unpark() meant for

    // the ParkEvent associated with this ObjectMonitor.

  }

  ObjectSynchronizer::wait(obj, ms, CHECK);

JVM_END

ObjectSynchronizer::wait实现是 insynchronizer.cpp并委托给ObjectMonitor::waitin objectMonitor.cpp。

如果您继续深入研究，您最终将获得依赖于平台的本机 Java 线程实现。在 Linux 上libpthread.so，这将最终处理线程状态的变化。

Answer 2

最简单的形式是带条件退出的无限循环吗？

不，不是。这是低效的，而不是通常的做法。

细节很复杂并且取决于系统（请参阅@Karol 的代码链接的答案），但一般方法如下。

当线程调用wait()时，该方法执行以下操作：

1. 将线程详细信息添加到互斥对象的“等待对象”队列中。

2. 放弃线程的互斥锁。

3. 通过告诉操作系统使其进入睡眠状态来“停放”线程。

4. 操作系统找到一些其他线程来调度。如果没有，它会导致核心进入低功耗“空闲”循环或暂停它或其他东西。（这取决于操作系统和硬件。）

然后当另一个线程调用时notify， notify 方法执行以下操作：

1. 它从互斥队列中删除一个线程。

2. 它告诉操作系统应该唤醒（以前）等待的线程。

3. 它从notify()调用中返回并（希望）释放互斥锁。

操作系统执行以下操作：

1. 它找到一个空闲的处理器来运行线程，然后启动。

2. 如果没有可用的内核，操作系统会将线程添加到调度程序的可运行线程队列中。

3. 当线程启动时，它首先尝试重新获取互斥锁......如果其他线程仍然持有锁，这可能会导致它重新进入睡眠状态。

4. 最后wait调用返回，线程通常会重新检查条件变量，然后释放锁。

关键是（通常）没有在线程等待时消耗 CPU 的无限循环。

---

什么是等待请求的资源消耗最少的方式，这就是让我问这个的原因。

Object.wait资源消耗最少的方式是Object.notify......

Answer 3

在同步编程中，监视器可以被假设为一个盒子，或者更具体地说是一个控制盒（用于对对象进行任何更改），在任何给定时刻只有一个线程的空间。因此，可以防止多个线程同时写入一个对象并保护对象不被损坏。在其中，wait() 方法告诉一个线程，如果任何其他线程已经在监视器中，如果是，则告诉调用线程等待其他线程出来。或者从技术上讲，告诉调用线程 SLEEP 直到收到通知。

它停止调用线程中代码的任何进一步执行，这与无限循环不同，在无限循环中，执行继续，但循环之后没有代码执行，直到循环中断。