Java多线程wait()和notify()系列方法使用教程（内涵故事）-白红宇

Java多线程wait()和notify()系列方法使用教程（内涵故事）

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发布时间：2019-03-15

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Java wait()和notify()方法实用解析

在Java中，wait()和notify()方法是线程编程中的强大工具，用于实现线程间的等待与唤醒机制。它们被ictionary对象提供，是线程安全编程的基础之一。本文将通过两个线程的互动案例，详细解析这两个方法的工作原理及其使用规范。

一、方法概述

wait()方法：使当前线程等待。这意味着线程不会再竞争任何与当前共享对象相关的锁定。这一机制可以节省CPU资源，让线程暂停执行，等待某一特定条件的满足。

wait(long timeout)方法：带有超时参数的等待方法。若在指定时间内没有被notify()唤醒，超时会被自动抛出。传递负值时，会抛出IllegalStateException。默认情况下，参数为0，表示无限等待。

notify()方法：唤醒当前线程中等待共享对象锁定的线程之一。notify()通知的线程会立即返回，重新参与线程调度，但不会立即获得锁。

notifyAll()方法：唤醒所有等候共享对象锁定的线程。与queue方法类似，但作用范围更大。

使用这些方法需要遵循一定规则：

区域同步：所有涉及共享对象的操作必须在同步块内，这确保了线程安全。

单例对象：这些方法仅针对单个共享对象生效。如果需要同时等待多个共享对象，需重复调用wait()。

中断处理：若在等待期间，线程被中断，会抛出InterruptedException异常，需确保该异常被正确处理。

二、典型案例解析

为了直观理解wait()和notify()的工作机制，我们设计了一个简单的示例场景：

需求：让一个线程等待，而另一个线程在等待期间进行某种操作，并在完成后唤醒等待线程。

步骤：

创建共享对象：确保多个线程能进行互动。

启动线程：分别启动Thread0和Thread1，分别执行不同的操作。

Thread0执行wait()：当前线程获得锁，并进入等待状态。

Thread1获得锁，执行notify()：在自己的操作完成后，唤醒等待的Thread0。

Thread0恢复执行：重获锁定，继续后续操作。

示例代码：

public class ThreadWaitAnd Notify {    private static Object object = new Object(); // 共享对象    static class Thread0 extends Thread {        @Override        public void run() {            synchronized (object) {                System.out.println("Thread-0：获得锁，执行wait()...");                 object.wait(); // 线程进入等待状态                System.out.println("Thread-0：从wait()恢复执行");            }        }    }    static class Thread1 extends Thread {        @Override        public void run() {            synchronized (object) {                System.out.println("Thread-1：获得锁，执行 notify()...");                 object.notify(); // 唤醒等待的线程                System.out.println("Thread-1：完成 notify()操作");            }        }    }    public static void main(String[] args) {        Thread0 thread0 = new Thread0();        Thread1 thread1 = new Thread1();        try {            thread0.start();            Thread.sleep(500); // 给Thread1时间先启动            thread1.start();        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

运行输出：

Thread-0：获得锁，执行wait()...Thread-1：获得锁，执行 notify()...Thread-1：完成 notify()操作Thread-0：从wait()恢复执行

这段输出明确展示了线程的等待与唤醒过程：

Thread-0获取共享对象锁，调用wait()后立即退出同步块，进入等待状态。

Thread-1启动，成功获取锁，调用notify()，通知Thread-0解除等待。

Thread-1离开同步块，(thread-0)随后恢复执行。

三、线程的等待唤醒机制

从示例中可以看到，wait()和notify()的核心机制包括：

线程交替：在获取锁后，Thread-0暂停执行，等待消息；Thread-1获得锁，修改状态，然后唤醒Thread-0。

资源释放：在执行完相关操作后，Thread-1归还锁；等待的Thread-0随后重新获取锁，继续执行。

效率与资源：这种机制允许多个线程轮转使用唯一资源，最大化资源利用率。

注意事项：

同步机制：所有与共享对象相关的操作都必须在同步块内修饰。否则，可能导致竞态条件或其他线程安全问题。

资源分配：如果有多个共享对象，需要分别调用wait()方法，确保每个对象都能被正确管理。

中断处理：在等待期间，若线程被中断，必须在catch块中妥善处理InterruptedException异常，避免死锁或逻辑错误。

四、与生活场景对应的故事

前文提到的“捡肥皂”故事，相当于一个简单的资源共享场景：

王哥和李哥：一个拿到肥皂后，不断使用直到完成任务，随后归还资源，另一个线程可以接着使用。这种方式确保了资源的高效利用。

小王和小李：双方“抢夺”肥皂，虽然并不真正等待，但资源分配显然不够优雅，容易引发冲突。

网页内容提到的“老王和老李”，则是最理想的情况：

他们不仅能够高效共享资源，还能灵活分配使用。

五、总结

通过示例和生活化的类比，我们可以清晰地看到wait()和notify()方法的作用及其重要性。要正确使用这些方法，需遵守线程安全的原则，并结合实际场景进行合理设计。理解这些方法的使用场景，将有助于我们更好地设计和实现高效的多线程应用程序。

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