Java线程之wait()、notify()、notifyAll()

翻译：https://www.journaldev.com/1037/java-thread-wait-notify-and-notifyall-example

简述

java中Objct对象包含三个方法用于线程之间对于资源锁状态进行通讯，这三个方法分别是wait()、notify()、notifyAll()，今天我们就来学习一下这三个方法的应用。
任何对象上调用这些方法的当前线程都应该具有对象监视器，否则它将抛出java.lang.IllegalMonitorStateException

方法介绍

wait

wait()方法会让当前线程处于等待状态，同时也会释放当前线程所持有的锁，直到其它线程调用了该对象的notify()或notifyAll()方法，该对象才会被唤醒进入就绪状态，wati有三个重载方法，分别是：

#一直等待，直到被唤醒
public final void wait() throws InterruptedException
#一直等待，直到被唤醒或超超时（毫秒）
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
#一直等待，直到被唤醒或超超时（纳秒）
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException

notify

唤醒等待当前对象的线程，如果有多个对象等待，将唤醒其中的一个

notifyAll

唤醒等待当前对象的所有线程

代码实例

这些方法可用于实现生产者-消费者问题，其中消费者线程正在等待队列中的对象，生产者线程将对象放入队列，并通知等待的线程

让我们来看一个例子，其中多个线程在同一个对象上工作，我们使用wait、notify和notifyAll方法

消息对象：

package com.lkf.mulithread;

public class Message {
    private String msg;

    public Message(String str){
        this.msg=str;
    }

    public String getMsg() {
        return msg;
    }

    public void setMsg(String str) {
        this.msg=str;
    }
}

消费者线程

package com.lkf.mulithread;

public class Waiter implements Runnable {
    private Message msg;

    public Waiter(Message m){
        this.msg=m;
    }

    @Override
    public void run() {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        synchronized (msg) {
            try{
                System.out.println(name+" 正在等待唤醒:"+System.currentTimeMillis());
                msg.wait();
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(name+" 已被唤醒:"+System.currentTimeMillis());
            //process the message now
            System.out.println(name+" 消息处理完成: "+msg.getMsg());
        }
    }

}

生产者线程

package com.lkf.mulithread;

public class Notifier implements Runnable {

    private Message msg;

    public Notifier(Message msg) {
        this.msg = msg;
    }

    @Override
    public void run() {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(name+" 已经启动");
        try {
            Thread.sleep(1000);
            synchronized (msg) {
                msg.setMsg(name+" 我是一条消息");
                msg.notify();
                // msg.notifyAll();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

package com.lkf.mulithread;

public class WaitNotifyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Message msg = new Message("process it");
        Waiter waiter1 = new Waiter(msg);
        new Thread(waiter1, "1号线程").start();

        Waiter waiter2 = new Waiter(msg);
        new Thread(waiter2, "2号线程").start();

        Notifier notifier = new Notifier(msg);
        new Thread(notifier, "唤醒线程").start();
        System.out.println("所有线程启动完毕");
    }
}

当我们执行测试程序，会输出以下结果，但是程序执行并没有完成，因为我们调用了notify()方法，只是唤醒了其中的一个线程，另外一个线程在一直等待

1号线程 正在等待唤醒:1521883402227
2号线程 正在等待唤醒:1521883402228
所有线程启动完毕
唤醒线程 已经启动
1号线程 已被唤醒:1521883403230
1号线程 消息处理完成: 唤醒线程 我是一条消息

当我们调用notifyAll()方法时，会唤醒所有等待该对象的线程，会输出以下结果：

1号线程 正在等待唤醒:1521883786348
2号线程 正在等待唤醒:1521883786348
所有线程启动完毕
唤醒线程 已经启动
2号线程 已被唤醒:1521883787353
2号线程 消息处理完成: 唤醒线程 我是一条消息
1号线程 已被唤醒:1521883787353
1号线程 消息处理完成: 唤醒线程 我是一条消息

总结一下：

1.一定要在synchronized中使用wait()/notify()/notifyAll()，先获取对象锁，否则jvm会抛出IllegalMonitorStateException异常。

2.使用wait()时，判断线程是否进入wait状态的条件一定要使用while而不要使用if，因为等待线程可能会被错误地唤醒，所以应该使用while循环在等待前等待后都检查唤醒条件是否被满足，保证安全性。

3.notify()或notifyAll()方法调用后，线程不会立即释放锁,只会将wait中的线程从等待队列移到同步队列，也就是线程状态从waitting变为blocked;

4.wait()方法返回的前提是线程重新获得了对象的锁