Warum müssen „wait()'-Aufrufe in Java immer innerhalb eines synchronisierten Blocks liegen?

Warum ist der Aufruf von wait() immer im synchronisierten Block enthalten?

Der Aufruf von Object.wait() erfordert die Platzierung innerhalb eines synchronisierten Blocks, um dies zu verhindern eine IllegalMonitorStateException. Dies ist auf das Zusammenspiel zwischen Monitorerfassung und der Semantik von wait() zurückzuführen:

Monitorerfassung und -freigabe:

In Java ist jedem Objekt ein Monitor zugeordnet. Wenn ein Thread einen synchronisierten Block betritt, erhält er den Monitor für dieses Objekt. Dies verhindert, dass andere Threads gleichzeitig auf das Objekt zugreifen.

Wait()-Semantik:

Wait() gibt den Monitor frei, der dem Objekt zugeordnet ist, für das es aufgerufen wird. Wenn ein Thread wait() aufruft, gibt er den Monitor frei und wartet, bis ein anderer Thread notify() oder notifyAll() für dasselbe Objekt aufruft, woraufhin der wartende Thread den Monitor erneut erhält.

Potenzieller Schaden ohne Synchronisierung:

Wenn es möglich wäre, wait() außerhalb eines synchronisierten Blocks aufzurufen, würde dies mehreren Threads den Zugriff auf das Objekt ermöglichen gleichzeitig, was möglicherweise zu Inkonsistenzen oder Deadlocks führt.

Stellen Sie sich das folgende Szenario vor:

• Thread A prüft, ob eine Bedingung erfüllt ist und ruft wait() außerhalb eines synchronisierten Blocks auf.
• Bevor Thread A den Monitor freigibt, ändert Thread B den Status des Objekts und erfüllt damit die Anforderungen Bedingung.
• Thread B ruft dann notify() für das Objekt auf.
• Thread A wird nicht über die Änderung benachrichtigt und bleibt auf unbestimmte Zeit blockiert, was zu einem Deadlock führt.

Rolle der Synchronisierung:

Wait()-Aufrufe darin einschließen Synchronisierte Blöcke garantieren, dass der Monitor erfasst wird, bevor die Bedingung überprüft und wait() aufgerufen wird. Dadurch wird sichergestellt, dass kein anderer Thread den Status des Objekts ändern oder notify() aufrufen kann, bis der wartende Thread den Monitor freigegeben hat. Diese Synchronisierung gewährleistet Thread-Sicherheit und verhindert mögliche Inkonsistenzen oder Deadlocks.

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