浅谈Java线程间通信之wait/notify

java中的wait/notify/notifyall可用来实现线程间通信，是object类的方法，这三个方法都是native方法，是平台相关的，常用来实现生产者/消费者模式。先来我们来看下相关定义：

wait() ：调用该方法的线程进入watting状态，只有等待另外线程的通知或中断才会返回，调用wait()方法后，会释放对象的锁。

wait(long)：超时等待最多long毫秒，如果没有通知就超时返回。

notify() ：通知一个在对象上等待的线程，使其从wait()方法返回，而返回的前提是该线程获取到了对象的锁。

notifyall()：通知所有等待在该对象上的线程。

一个小例子

我们来模拟个简单的例子来说明，我们楼下有个小小的饺子馆，生意火爆，店里有一个厨师，一个服务员，为避免厨师每做好一份，服务员端出去一份，效率太低且浪费体力。现假设厨师每做好10份，服务员就用一个大木盘子端给客户，每天卖够100份就打烊收工，厨师服务员各自回家休息。

思考一下，要实现该功能，如果不使用等待/通知机制，那么最直接的方式可能就是，服务员隔一段时间去厨房看看，满10份就用盘子端出去。

这种方式有两个很大的弊病：

1.如果服务员去厨房看的太勤快，服务员太累了，这样还不如每做一碗就端一碗给客人，大木盘子的作用就体现不出来了。具体表现在实现代码层面就是：需要不断的循环，浪费处理器资源。

2.如果服务员隔很久才去厨房看一下，就无法确保及时性了，可能厨师早都做够10份了，服务员却没观察到。

针对上面这个例子，使用等待/通知机制就合理的多了，厨师每做够10份，就喊一声“饺子好了，可以端走啦”。服务员收到通知，就去厨房将饺子端给客人；厨师还没做够，即还没收到厨师的通知，就可以稍微休息下，但也得竖起耳朵等候厨师的通知。　

package concurrenttest;

import thread.blockqueue;

/**
 * created by chengxiao on 2017/6/17.
 */
public class jiaozidemo {
  //创建个共享对象做监视器用
  private static object obj = new object();
  //大木盘子，一盘最多可盛10份饺子，厨师做满10份，服务员就可以端出去了。
  private static integer platter = 0;
  //卖出的饺子总量，卖够100份就打烊收工
  private static integer count = 0;

  /**
   * 厨师
   */
  static class cook implements runnable{
    @override
    public void run() {
      while(count<100){
        synchronized (obj){
          while (platter<10){
            platter++;
          }
          //通知服务员饺子好了，可以端走了
          obj.notify();
          system.out.println(thread.currentthread().getname()+"--饺子好啦，厨师休息会儿");
        }
        try {
          //线程睡一会，帮助服务员线程抢到对象锁
          thread.sleep(100);
        } catch (interruptedexception e) {
          e.printstacktrace();
        }
      }
      system.out.println(thread.currentthread().getname()+"--打烊收工，厨师回家");
    }
  }

  /**
   * 服务员
   */
  static class waiter implements runnable{
    @override
    public void run() {
      while(count<100){
        synchronized (obj){
          //厨师做够10份了，就可以端出去了
          while(platter < 10){
            try {
              system.out.println(thread.currentthread().getname()+"--饺子还没好，等待厨师通知...");
              obj.wait();
              blockqueue
            } catch (interruptedexception e) {
              e.printstacktrace();
            }
          }
          //饺子端给客人了，盘子清空
          platter-=10;
          //又卖出去10份。
          count+=10;
          system.out.println(thread.currentthread().getname()+"--服务员把饺子端给客人了");
        }
      }
      system.out.println(thread.currentthread().getname()+"--打烊收工，服务员回家");

    }
  }
  public static void main(string []args){
    thread cookthread = new thread(new cook(),"cookthread");
    thread waiterthread = new thread(new waiter(),"waiterthread");
    cookthread.start();
    waiterthread.start();
  }
}

运行结果

cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--饺子还没好，等待厨师通知...
cookthread--饺子好啦，厨师休息会儿
waiterthread--服务员把饺子端给客人了
waiterthread--打烊收工，服务员回家
cookthread--打烊收工，厨师回家

运行机制

借用《并发编程的艺术》中的一张图来了解下wait/notify的运行机制

可能有人会对所谓监视器(monitor)，对象锁(lock)不甚了解，在此简单解释下：

jvm为每一个对象和类都关联一个锁，锁住了一个对象，就是获得了对象相关联的监视器。

只有获取到对象锁，才能拿到监视器，如果获取锁失败了，那么线程就会进入阻塞队列中；如果成功拿到对象锁，也可以使用wait()方法，在监视器上等待，此时会释放锁，并进入等地队列中。

关于锁和监视器的区别，有篇文章写得很详细透彻，在此引用一下，有兴趣的童鞋可以了解一下详谈锁和监视器之间的区别_java并发

根据上面的图我们来理一下具体的过程

1.首先，waitthread获取对象锁，然后调用wait()方法，此时，wait线程会放弃对象锁，同时进入对象的等待队列waitqueue中;

2.notifythread线程抢占到对象锁，执行一些操作后，调用notify()方法，此时会将等待线程waitthread从等待队列waitqueue中移到同步队列synchronizedqueue中，waitthread由waitting状态变为blocked状态。需要注意的时，notifythread此时并不会立即释放锁，它继续运行，把自己剩余的事儿干完之后才会释放锁;

3.waitthread再次获取到对象锁，从wait()方法返回继续执行后续的操作;

4.一个基于等待/通知机制的线程间通信的过程结束。

至于notifyall则是在第二步中将等待队列中的所有线程移到同步队列中去。

避免踩坑

在使用wait/notify/notifyall时有一些特别留意的，在此再总结一下：

1.一定在synchronized中使用wait()/notify()/notifyall()，也就是说一定要先获取锁，这个前面我们讲过，因为只有加锁后，才能获得监视器。否则jvm也会抛出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。调用只会将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.从wait()方法返回的前提是线程重新获得了调用对象的锁。

后记

关于wait/notify的相关内容就介绍到此，在实际使用中，要特别留意上文中提到的几点，不过一般情况下，我们直接使用wait/notify/notifyall去完成线程间通信，生产者/消费者模型的机会不多，因为java并发包中已经提供了很多优秀精妙的工具，像各种blockingqueue等等，后面有机会也会详细介绍的。

以上这篇浅谈java线程间通信之wait/notify就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。