深入探讨多线程同步与wait()方法引发的IllegalMonitorStateException异常
本文分析一段旨在控制三个线程打印顺序的代码，并详细解释其中出现的IllegalMonitorStateException异常。目标是让线程A、B、C依次打印ID，循环五次，打印顺序为ABCA…
代码示例：
package 并发编程.work2;
public class Test {
private static volatile String CURRENT_THREAD = "A";
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new PrintThreadName(), "A");
Thread t2 = new Thread(new PrintThreadName(), "B");
Thread t3 = new Thread(new PrintThreadName(), "C");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
static class PrintThreadName implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
synchronized (CURRENT_THREAD) {
if (!Thread.currentThread().getName().equals(CURRENT_THREAD)) {
try {
CURRENT_THREAD.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
CURRENT_THREAD = getNextThread(CURRENT_THREAD);
CURRENT_THREAD.notifyAll();
}
}
}
private String getNextThread(String current) {
switch (current) {
case "A":
return "B";
case "B":
return "C";
case "C":
return "A";
default:
return "A";
}
}
}
}
异常原因分析：错误的锁对象使用
代码的核心问题在于CURRENT_THREAD变量的用法。代码尝试使用一个volatile修饰的字符串变量作为锁对象，并在每个线程打印完毕后修改其值，以控制下一个线程的执行。这种方法存在严重缺陷。
wait()方法必须在持有锁对象的线程上调用。线程调用wait()后，释放锁并进入等待状态。其他线程调用notify()或notifyAll()后，该线程才能重新竞争锁并继续执行。问题在于，线程调用CURRENT_THREAD.wait()进入等待状态后，CURRENT_THREAD的值被修改了。线程再次获得锁时，持有的锁对象已不再是它等待时持有的锁对象。如果线程尝试在新的CURRENT_THREAD对象上释放锁（隐含在wait()之后），就会抛出IllegalMonitorStateException异常，因为该线程并不持有新CURRENT_THREAD对象的锁。
解决方案：使用独立锁对象
解决方法是使用一个独立的锁对象来实现线程同步，避免在持有锁对象的同时修改锁对象本身。这确保wait()和notifyAll()方法在同一个锁对象上操作，避免锁对象不一致，从而避免IllegalMonitorStateException异常。 一个简单的改进方法是引入一个Object类型的锁：
private static final Object lock = new Object(); // 使用独立的锁对象
然后在synchronized块中使用lock对象：
synchronized (lock) {
// ... your code here ...
}
通过这种修改，可以有效地避免IllegalMonitorStateException异常，并确保线程按照预期顺序执行。
