Java多线程编程（3）等待和通知

正如大学生返乡需要等通知一样，Java 的多线程编程同样可以“等通知”。
值得注意的是，wait/notify/notifyAll 是 Object 的方法，不是 Thread 的方法。

简介

wait 方法让当前线程阻塞，直到 notify 或 notifyAll 才唤醒，或者超时自动唤醒。

例如

synchronized(X) {
    // ...
    X.wait(); // 注意是X
    // ...
    X.notifyAll();
    // ...
}

这里需要三个地方的X是同一对象。

我们同样可以用厕所隔间打比方，比如X就是某个厕所隔间，需要同步地使用厕所隔间（不能两个人同时用），故而需要synchronized来保证同步。没进去的，需要等，等的东西就是X，所以一般在while循环体里等待，等好了，再使用厕所，使用完了，再通过notifyAll来告诉别人可以进厕所了。

wait 对比 sleep

wait可以设置一段时间，也就是最长的等待时间。而sleep也有一个参数是时间，故而二者有一些共同点。下面是二者的对比。

共同点

1. 都会让线程进入阻塞状态；

2. 都可以打断，即抛出InterruptedException；

3. 都有时间长度这一个参数。

不同点

1. wait 是 Object 的方法；sleep 是 Thread 的方法。

2. wait 必须在同步的地方（即synchronized修饰的区域）使用；sleep 不需要如此。

3. wait 会释放 monitor 锁，也就是说，你先拿到了厕所的锁，进去后发现要 wait，这个时候会释放掉厕所的所；sleep 不会释放掉 monitor 锁。

4. wait 可以不设置时间，那样就会一直等待，直到被打断或者等好了。

模型

wait、notify 最常见的模型是生产者-消费者模型。一个队列，如果没有满，生产者就可以生产，如果满了，就需要 wait。如果队列还有东西，消费者就可以消费，如果空了，就需要 wait。

• 如果总共只有两个线程，一个生产者，一个消费者，可以用 if + wait + notify

• 如果有多个线程（不止两个），则必须用 while + wait + notifyAll

示例

下面我写了一个关于学生离校的模型。有三个学生准备离校。学校是否允许大学生离校，以一个布尔值保存在school.notification，如果学校不允许离校，即school.notification = false时，学生们只能干等着，直到学校允许，即school.notification = true。

package org.example;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Study8WaitNotify {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        School school = new School();
        school.notification = false;
        String[] names = {"张三", "李四", "王五"};
        Thread[] students = new Thread[names.length];
        for (int i = 0; i < names.length; i++) {
            students[i] = new Student(names[i], school);
            students[i].start();
        }
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        synchronized (school) {
            System.out.println("校长进入临界区");
            school.notification = true;
            System.out.println("校长说可以润了");
            school.notify();
        }
    }
}
class School {
    public boolean notification;
}

class Student extends Thread {
    private final String name; // 名字
    private final School school; // 学校

    public Student(String name, School school) {
        this.name = name;
        this.school = school;
    }

    public void leaveSchool() {
        System.out.println(name + "润掉了");
    }

    // 重载润
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + "开始润");
        synchronized (school) {
            System.out.println(name + "进入临界区");
            while (!school.notification) { // ① 这里是是真正在等待的
                try {
                    System.out.println(name + "发现润不掉");
                    school.wait(); // ② 书写 wait 的位置
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            leaveSchool();
            school.notify();
        }
    }
}

注意到注释①和注释②的地方，我们虽然在②处写了school.wait()，但是我们真正在等的是school.notification。