前言

Java 线程通信是将多个独立的线程个体进行关联处理，使得线程与线程之间能进行相互通信。比如线程 A 修改了对象的值，然后通知给线程 B，使线程 B 能够知道线程 A 修改的值，这就是线程通信。

wait/notify 机制

一个线程调用 Object 的 wait() 方法，使其线程被阻塞；另一线程调用 Object 的 notify()/notifyAll() 方法，wait() 阻塞的线程继续执行。 wai/notify 方法

实现 wait/notify 机制的条件：

• 调用 wait 线程和 notify 线程必须拥有相同对象锁。
• wait() 方法和 notify()/notifyAll() 方法必须在 Synchronized 方法或代码块中。

由于 wait/notify 方法是定义在 java.lang.Object中，所以在任何 Java 对象上都可以使用。

wait 方法

在执行 wait() 方法前，当前线程必须已获得对象锁。调用它时会阻塞当前线程，进入等待状态，在当前 wait() 处暂停线程。同时，wait() 方法执行后，会立即释放获得的对象锁。

下面通过案例来查看 wait() 释放锁。

首先查看不使用 wait() 方法时的代码执行情况：

创建 A、B 两个线程，。首先在 B 线程创建后 sleep ，保证 B 线程的打印后于 A 线程执行。在 A 线程中，获取到对象锁后，sleep 一段时间，且时间大于 B 线程的 sleep 时间。

执行结果为：

从上图结果中，可以看到，B 线程一定等 A 线程执行完 synchronize 代码块释放对象锁后 A 线程再获取对象锁进入 synchronize 代码块中。在这过程中，Thread.sleep() 方法也不会释放锁。

当前在 A 线程 synchronize 代码块中执行 wait() 方法后，就会主动释放对象锁，A 线程代码如下：

执行结果（这里结果图片放错，查看原文有正确图片）：

同时 A 线程一直处于阻塞状态，不会打印 结束线程A。

wait(long) 方法是设置超时时间，当等待时间大于设置的超时时间后，会继续往 wait(long) 方法后的代码执行。

执行结果

同理，wait(long, int) 方法与 wait(long) 同样，只是多个纳秒级别的时间设置。

notify 方法

同样，在执行 notify() 方法前，当前线程也必须已获得线程锁。调用 notify() 方法后，会通知一个执行了 wait() 方法的阻塞等待线程，使该等待线程重新获取到对象锁，然后继续执行 wait() 后面的代码。但是，与 wait() 方法不同，执行 notify() 后，不会立即释放对象锁，而需要执行完 synchronize 的代码块或方法才会释放锁，所以接收通知的线程也不会立即获得锁，也需要等待执行 notify() 方法的线程释放锁后再获取锁。

notify()

下面是 notify() 方法的使用，实现一个完整的 wait/notify 的例子，同时验证发出通知后，执行 notify() 方法的线程是否立即释放锁，执行 wait() 方法的线程是否立即获取锁。

以上 A 线程执行 wait() 方法，B 线程执行 notify() 方法，执行结果为：

执行结果中可以看到，B 线程执行 notify() 方法后，即使 sleep 了，A 线程也没有获取到锁，可知，notify() 方法并没有释放锁。

notify() 是通知到等待中的线程，但是调用一次 notify() 方法，只能通知到一个执行 wait() 方法的等待线程。如果有多个等待状态的线程，则需多次调用 notify() 方法，通知到线程顺序则根据执行 wait() 方法的先后顺序进行通知。

下面创建有两个执行 wait() 方法的线程的代码：

先 A 线程执行 wait() 方法，然后 B 线程执行 wait() 方法，最后 C 线程调用两次 notify() 方法，执行结果：

notifyAll()

通知多个等待状态的线程，通过多次调用 notify() 方法实现的方案，在实际应用过程中，实现过程不太友好，如果是想通知所有等待状态的线程，可使用 notifyAll() 方法，就能唤醒所有线程。

实现方式，只需将上面 C 线程的多次调用 notify() 方法部分改为调用一次 notifyAll() 方法即可。

执行结果：

根据不同 JVM 的实现，notifyAll() 的唤醒顺序会有所不同，当前测试环境中，以倒序顺序唤醒线程。

实现生产者消费者模式

生产消费者模式就是一个线程生产数据进行存储，另一线程进行数据提取消费。下面就以两个线程来模拟，生产者生成一个 UUID 存放到 List 对象中，消费者读取 List 对象中的数据，读取完成后进行清除。

实现代码如下：

运行结果：

生产者线程运行时，如果已存在未消费的数据，则当前线程进入等待状态，收到通知后，表明数据已消费完，再继续向 list 中添加数据。

消费者线程运行时，如果不存在未消费的数据，则当前线程进入等待状态，收到通知后，表明 List 中已有新数据被添加，继续执行代码消费数据并清除。

不管是生产者还是消费者，基于对象锁，一次只能一个线程能获取到，如果生产者获取到锁就校验是否需要生成数据，如果消费者获取到锁就校验是否有数据可消费。

一个简单的生产者消费者模式就以完成。

总结

等待/通知机制是实现 Java 线程间通信的一种方式，将多线程中，各个独立运行的线程通过相互通信来更高效的协作完成工作，更大效率利用 CPU 处理程序。这也是学习或研究 Java 线程的必学知识点。