深入理解Java线程通信机制（wait与notify使用详解）

一、什么是 wait() 和 notify()？

wait() 和 notify() 是 Java Object类方法，用于在多个线程之间进行协调。它们必须在同步代码块（即 synchronized 块）中调用，否则会抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

• wait()：使当前线程进入等待状态，并释放它持有的对象锁。线程会一直等待，直到其他线程调用该对象的 notify() 或 notifyAll() 方法。
• notify()：唤醒在此对象监视器上等待的单个线程（如果有多个线程在等待，则随机唤醒一个）。
• notifyAll()：唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

二、为什么需要 wait/notify？

想象一个生产者-消费者模型：生产者线程生成数据并放入缓冲区，消费者线程从缓冲区取出数据。如果缓冲区满了，生产者应暂停；如果缓冲区空了，消费者应暂停。这时就需要线程间通信——这正是 Java线程通信 的典型应用场景。

三、基本使用示例

下面是一个简单的“任务完成通知”例子：

public class WaitNotifyExample {    private static final Object lock = new Object();    private static boolean taskCompleted = false;    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        // 启动等待线程        Thread waiter = new Thread(() -> {            synchronized (lock) {                while (!taskCompleted) {                    try {                        System.out.println("等待任务完成...");                        lock.wait(); // 释放锁并等待                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }                System.out.println("任务已完成！继续执行。");            }        });        // 启动通知线程        Thread notifier = new Thread(() -> {            try {                Thread.sleep(2000); // 模拟任务耗时            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            synchronized (lock) {                taskCompleted = true;                System.out.println("任务完成，通知等待线程...");                lock.notify(); // 唤醒一个等待线程            }        });        waiter.start();        notifier.start();        waiter.join();        notifier.join();    }}

四、关键注意事项

1. 必须在 synchronized 块中调用：因为 wait() 和 notify() 操作的是对象的监视器（monitor），只有持有该对象锁的线程才能调用这些方法。
2. 使用 while 而不是 if 检查条件：这是为了防止“虚假唤醒”（spurious wakeup）。即使没有被显式唤醒，线程也可能被操作系统意外唤醒，因此必须在循环中重新检查条件。
3. notify() vs notifyAll()：如果你不确定有多少线程在等待，或者多个线程可能因不同条件而等待，建议使用 notifyAll() 以避免死锁。
4. 调用 wait() 后，线程会释放锁；当被唤醒后，它会重新尝试获取锁，然后继续执行。

五、常见误区

很多初学者容易混淆 wait() 与 Thread.sleep()：

• sleep() 不释放锁，只是让线程暂停执行一段时间。
• wait() 会释放锁，并且必须配合 notify() 使用才能恢复。

六、总结

掌握 Java wait notify 机制是编写高效、安全的多线程程序的关键。通过合理使用 wait()、notify() 和 notifyAll()，你可以实现复杂的线程协作逻辑，如生产者-消费者、线程池任务调度等。

记住：始终在 synchronized 块中使用它们，用 while 循环检查条件，并根据场景选择 notify() 或 notifyAll()。这样，你就能写出健壮的 Java多线程同步 代码！