3.线程间通信wait/notify

多线程中每个子线程完成各自的任务就可以结束了。不过有的时候，我们希望多个线程协同工作来完成某个任务，这时就涉及到了线程间通信了。通信的目的是为了更好的协作，线程无论是交替式执行，还是接力式执行，都需要进行通信告知。最典型的例子就是生产者-消费者问题；生产者线程生产数据，消费者线程消费数据。
java中，wait/notify机制可以用来实现线程间通信，wait表示线程的等待，调用该方法会导致线程阻塞，直到另一个线程调用notify/notifyAll方法唤醒，才可以继续执行。

下面代码简单实现上面的步骤：

public class ProductConsumer {

private volatile int i = 0;

final private Object LOCK = new Object();
// volatile有两大特性，一是可见性，二是有序性
private volatile boolean flag = false;

public void product() {
    synchronized (LOCK) {
        // flag = true,消费者没有消费
        if (flag) {
            try {
                // 生产者进行等待
                LOCK.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            // 开始生产
            i++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + i);
            // 生产完通知消费者来消费.
            LOCK.notify();
            flag = true;

        }
    }
}

public void consumer() {
    synchronized (LOCK) {
        if (flag) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + i);
            // 消费完毕后，通知生产者可以继续生产
            LOCK.notify();
            flag = false;
        } else {
            try {
                // 消费者进行等待
                LOCK.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public static void main(String[] args) {

    ProductConsumer pc = new ProductConsumer();
    new Thread(() -> {
        while (true) {
            pc.product();
        }

    }, "thread_p").start();

    new Thread(() -> {
        while (true) {
            pc.consumer();
        }
    }, "thread_c").start();
}

}

thread_p->1
thread_c->1
thread_p->2
thread_c->2
thread_p->3
thread_c->3
thread_p->4
thread_c->4

需要注意的是，wait/notify方法的调用必须处在该对象的锁（Monitor）中，也即，在调用这些方法时首先需要获得该对象的锁。否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。

最后总结一下wait/notify：

1. wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，无法被重写。

2. wait()使当前线程阻塞，前提是 必须先获得锁，一般配合synchronized 关键字使用，即，一般在synchronized 同步代码块里使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。

3. 由于 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行，说明当前线程一定是获取了锁的。不同于sleep()，当线程执行wait()方法时候，会释放当前的锁，然后让出CPU，进入等待状态。只有当notify/notifyAll() 被执行时候，才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程，然后继续往下执行，直到执行完synchronized 代码块的代码或是中途遇到wait() ，再次释放锁。也就是说，notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程，而不会立即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以在编程中，尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区，以唤醒其他线程让其获得锁。

4. wait() 需要被try catch包围，以便发生异常中断也可以使wait等待的线程唤醒。

5. notify 和wait 的顺序不能错，如果A线程先执行notify方法，B线程在执行wait方法，那么B线程是无法被唤醒的。

6. notify 和 notifyAll的区别，notify方法只唤醒一个等待（对象的）线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对象，这个方法只会唤醒其中一个线程，选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。notifyAll 会唤醒所有等待(对象的)线程，尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒，推荐使用notifyAll 方法。比如在生产者-消费者里面的使用，每次都需要唤醒所有的消费者或是生产者，以判断程序是否可以继续往下执行。

参考资料：

https://www.cnblogs.com/moongeek/p/7631447.html