Java多线程中的虚假唤醒问题

什么是虚假唤醒

在Java多线程编程中，虚假唤醒（Spurious Wakeup）是指线程在调用wait()方法进入等待状态后，可能在没有被notify()或notifyAll()明确唤醒的情况下，自行返回继续执行的现象。

虚假唤醒产生的原因

1. 操作系统信号机制的内在特性：底层操作系统的信号机制可能偶尔产生"额外"的唤醒信号
2. JVM实现细节：不同JVM实现可能对wait/notify机制有细微差别
3. 底层平台的时间敏感性：某些系统中断可能间接导致等待中的线程被唤醒
4. 硬件中断：硬件级别的中断可能影响线程状态

虚假唤醒的影响

如果代码没有正确处理虚假唤醒，可能会导致线程在条件实际上没有满足的情况下继续执行，引发逻辑错误。

如何正确处理虚假唤醒

Java官方文档明确建议始终在循环中使用wait()方法：

synchronized (obj) {
    while (!condition) {  // 使用while循环而不是if语句
        obj.wait();
    }
    // 执行需要条件满足后的代码
}

错误与正确的代码示例

错误示例（容易受虚假唤醒影响）

synchronized (lock) {
    if (!ready) {  // 使用if，只检查一次条件
        lock.wait();
    }
    // 如果发生虚假唤醒，即使ready仍为false，也会执行这里的代码
    doSomething();
}

正确示例

synchronized (lock) {
    while (!ready) {  // 使用while，每次被唤醒都会重新检查条件
        lock.wait();
    }
    // 只有当ready为true时，才会执行这里的代码
    doSomething();
}

总结

1. 虚假唤醒是Java多线程编程中不可避免的现象
2. 它可能导致线程在条件未满足的情况下继续执行
3. 始终使用while循环包裹wait()方法是防范虚假唤醒的标准做法
4. 这种设计模式在Java并发编程中非常重要，在使用Object.wait()、Condition.await()等方法时都应当遵循
5. Java规范明确承认虚假唤醒现象的存在，并且不保证它不会发生