Java中wait()为何必须同步调用？

在 Java 中，wait() 方法必须在 synchronized 方法或代码块中调用，主要原因如下：

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1. 监视器锁（Monitor）机制

• 依赖对象锁：wait() 方法需要操作对象的监视器锁（Monitor），调用前必须持有该对象的锁，否则会抛出 IllegalMonitorStateException。
• 释放锁：wait() 会使当前线程释放锁并进入等待状态，只有持有锁的线程才能安全释放锁。

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2. 避免竞态条件

• 原子性保障：wait() 和 notify() 的调用需要与共享变量的修改保持原子性。若不加锁，可能导致：
  • 竞态条件：线程 A 检查条件后、调用 wait() 前，线程 B 修改条件并调用 notify()，导致信号丢失（Missed Signal）。
  • 虚假唤醒：线程可能因底层机制被意外唤醒，需通过循环检查条件避免。

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3. 线程安全与可见性

• 同步保证可见性：synchronized 确保线程对共享变量的修改对其他线程立即可见，避免因缓存不一致导致的条件判断错误。
• 防止并发冲突：若多个线程同时调用 wait() 或 notify() 而无同步控制，会导致不可预测的行为。

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4. 设计规范与异常处理

• JVM 强制约束：Java 规范明确要求 wait() 必须在同步上下文中调用，否则直接抛出异常。
• 锁管理一致性：wait() 和 notify() 的设计初衷是配合 synchronized 实现线程协作，确保锁的获取与释放逻辑一致。

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示例代码

synchronized (lock) {
    while (!condition) {  // 循环检查条件，避免虚假唤醒
        lock.wait();      // 释放锁并等待
    }
    // 条件满足后执行操作
}

关键点：

• 调用 wait() 前必须通过 synchronized 获取锁。
• 使用循环检查条件，而非 if，确保唤醒后条件仍成立。

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总结

原因	说明
监视器锁依赖	wait() 需持有锁才能操作对象监视器。
竞态条件避免	同步块保障条件检查与 wait() 调用的原子性。
线程安全与可见性	synchronized 确保共享状态的一致性。
JVM 规范强制	非同步调用会抛出 IllegalMonitorStateException。

通过 synchronized 的配合，wait() 能够安全实现线程间的协作与通信。