如果需要多个线程按照指定的规则共同完成一个任务，那么这些线程之间需要互相协调，这个过程被称为线程间通信。
等待-通知方式
线程间通信有多种方式，等待-通知、共享内存、管道流，本部分主要介绍等待-通知方式。
wait 方法和 notify 方法原理
Java 语言中的“等待-通知”方式的线程间通信使用了对象的 wait()和notify() 两类方法。这两个方法和监视器紧密相关，每个 Java 对象都有这两类实例方法。
对象的 wait 方法
对象的 wait 方法的主要作用是让当前线程阻塞并等待被唤醒。使用wait方法一定要放在同步块中，调用方法如下：
sychronized(locko) {
locko.wait();
...
}
Object 类中的 wait 方法有以下3个版本：
void wait();
// 限时等待
void wait(long timeout);
// 更加精确的限时等待
void wait(long timeout, int nanos);
wait 方法的核心原理大致如下：
- 当线程调用了某个同步锁对象的
wait()方法后，JVM 会将当前线程加入到监视器的WaitSet（等待集），等待被其他线程唤醒。 - 当前线程会释放对象监视器的 Owner 权利，让其他线程可以抢夺对象监视器。
- 让当前线程等待，其状态变成WAITING。
对象的 notify 方法
对象的 notify 方法的主要作用是唤醒在等待的线程，。使用notify方法一定要放在同步块中，调用方法如下：
sychronized(locko) {
locko.notify();
...
}
notify 方法有两个版本：
// 唤醒监视器等待集里面的第一条等待线程，被唤醒的线程状态由WAITING变为BLOCKED。
void notify();
// h唤醒监视器等待集里的所有等待线程，被唤醒的线程状态由WAITING变为BLOCKED。
void notifyAll();
notify 方法的核心原理如下：
- 当线程调用了某个同步锁对象的
notify方法或notifyAll方法后，JVM会唤醒监视器WaitSet中对应的线程。 - 等待线程被唤醒后，会从监视器的 WaitSet 移动到 EntryList，线程具备了排队抢夺监视器 Owner 权利的资格，其状态从 WAITING 变为 BLOCKED。
- EntryList 中的线程抢夺到监视器的 Owner 权利之后，线程的状态从 BLOCKED 变成 Runnable，具备重新执行的资格。
实战案例
下面看个实战案例。
public class WaitNotifyDemo {
static Object locko = new Object();
static class WaitTarget implements Runnable {
public void run() {
synchronized (locko) {
try {
System.out.println("启动等待");
// 等待被通知
locko.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("接收到通知，当前线程继续执行");
}
}
}
static class NotifyTarget implements Runnable {
public void run() {
synchronized (locko) {
try {
// 从屏幕读取一个字符输入，目的是阻塞通知线程
System.out.println(System.in.read());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
locko.notifyAll();
System.out.println("发出通知了，但是线程还没有立刻释放锁");
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 创建等待线程
Thread waitThread = new Thread(new WaitTarget(), "WaitThread");
waitThread.start();
Thread.sleep(1000);
// 创建通知线程
Thread notifyThread = new Thread(new NotifyTarget(), "NotifyThread");
notifyThread.start();
}
}
运行程序，这时候在命令行输入 jps 查看进程ID。
>jps
15040 Jps
21864 WaitNotifyDemo
22072 Launcher
24716
使用 jstack 查看进程信息。
>jstack 21864
2022-07-12 22:26:57
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.60-b23 mixed mode):
"DestroyJavaVM" #14 prio=5 os_prio=0 tid=0x000000000198e000 nid=0x3df4 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"NotifyThread" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001eda6800 nid=0x5228 runnable [0x0000000020a1f000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at java.io.FileInputStream.readBytes(Native Method)
at java.io.FileInputStream.read(FileInputStream.java:255)
at java.io.BufferedInputStream.fill(BufferedInputStream.java:246)
at java.io.BufferedInputStream.read(BufferedInputStream.java:265)
- locked <0x000000076bddaea8> (a java.io.BufferedInputStream)
at com.wyk.threaddemo.WaitNotifyDemo$NotifyTarget.run(WaitNotifyDemo.java:29)
- locked <0x000000076c17ea00> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
"WaitThread" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001ed96000 nid=0x515c in Object.wait() [0x000000002091e000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x000000076c17ea00> (a java.lang.Object)
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at com.wyk.threaddemo.WaitNotifyDemo$WaitTarget.run(WaitNotifyDemo.java:15)
- locked <0x000000076c17ea00> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
...
可以看到 WaitThread 处于 WAITING 状态，因为它处于对象监视器的等待集中，等待被唤醒。 NotifyThread 处于 RUNNABLE 状态。
在控制台输入任意的字符即可使代码继续执行下去。
通过用例可知，WaitThread 调用 locko.wait 后会一直处于 WAITING 状态，不会再占用CPU时间片，也不会占用同步对象 locko 的监视器，一直到其他线程使用 locko.notify 方法发出通知。
sychronized 同步块内部使用wait和notify
在调用同步对象的 wait 和 notify 方法时，“当前线程”必须拥有该线程的同步锁，也就是必须在同步块中使用。否则JVM会抛出 java.lang.IllegalMonitorException 异常。
这两个方法的通信要点是：
- 调用某个同步对象的
wait和notify方法前，必须要取得这个锁对象的监视锁，所以wait和notify方法必须放在sychronized同步块中。 - 调用
wait方法时使用while进行条件判断，只有这样才能在被唤醒后继续检查wait的条件，并在条件没有满足的情况下继续等待。
下面是使用 while 的示例：
while (amount < 0) {
sychronized(NOT_EMPTY) {
NOT_EMPTY.wait();
}
}
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