多线程系列(六) -等待和通知模型详解

一、简介

在之前的线程系列文章中，我们介绍了synchronized和volatile关键字，使用它能解决线程同步的问题，但是它们无法解决线程之间协调和通信的问题。

举个简单的例子，比如线程 A 负责将 int 型变量 i 值累加操作到 10000，然后通知线程 B 负责把结果打印出来。

这个怎么实现呢？其中一个最简单的办法就是，线程 B 不断的通过轮询方式while(i == 10000)检查是否满足条件，这样就可以实现了。

虽然这种方式可以实现需求，但是也带来了另一个问题：线程 B 中的while()操作不会释放 CPU 资源，会导致 CPU 一直在这个方法上做判断操作，极大的浪费 CPU 资源。

我们知道 CPU 资源是非常非常昂贵的，因为使用 CPU 资源不只是当前一个应用程序，还有其它许许多多的应用程序。如果把这些轮询的时间释放出来，给别的线程使用，更能显著提升应用程序的运行效率。比如，线程 A 操作完成之后，通知线程 B 进行后续的操作，线程 B 无需通过轮询检查的方式来完成线程之间的协调，这样是不是更好。

在 Java 的父类中，也就是Object类中，就有三个方法：wait()、notify()、notifyAll()，它们就可以实现线程之间的通信。

如果没有接触多线程，这些方法可能基本上使用不到。下面我们一起来看看它们的使用方式！

二、方法介绍

• wait()

wait()方法，顾名思义，表示等待的意思，它的作用是：使执行当前代码的线程进入阻塞状态，将当前线程置入"预执行队列"中，并且wait()所在的代码处停止执行，直到接到通知或被中断。

不过有个前提，在调用wait()方法之前，线程必须获得该对象的锁，因此只能在synchronized修饰的同步方法/同步代码块中调用wait()方法；同时，wait()方法执行后，会立即释放获得的对象锁以便其它线程使用，当前线程被阻塞，进入等待状态。

至于wait()为什么有阻塞的效果，其内部机制非常复杂，主要由 JVM 的 C 代码实现，大家了解就行。

• notify()

notify()方法，顾名思义，表示通知的意思，它的作用是：让处于同一监视器下的等待线程被重新唤醒，如果有多个线程等待，那么随机挑选出一个等待的线程，对其发出通知notify()，并使它等待获取该对象的对象锁。

注意“等待获取该对象的对象锁”，这意味着即使收到了通知，等待的线程也不会马上获取对象锁，必须等待notify()方法的线程释放锁才可以。

调用环境和wait()一样，notify()也要在synchronized修饰的同步方法/同步代码块中调用。

• notifyAll()

notifyAll()方法，顾名思义，也是表示通知的意思，它的作用是：让所有处于同一监视器下的等待线程被重新唤醒，notify()方法只会随机的唤醒一个线程，而使用notifyAll()方法将一次性全部唤醒。

通常来说，notifyAll()方法更安全，因为当我们的代码逻辑考虑不周的时候，使用notify()会导致只唤醒了一个线程，而其他线程可能永远等待下去醒不过来了。

调用环境和notify()一样，notifyAll()也要在synchronized修饰的同步方法/同步代码块中调用。

三个方法总结下来就是：

• 1.wait()方法，使线程阻塞，进入等待状态
• 2.notify()方法，唤醒处于等待的线程，如果有多个线程就随机从中取一个
• 3.notifyAll()方法，唤醒所有处于等待的线程

2.1、wait/notify/notifyAll 使用介绍

通常wait()方法，一般与notify()或者notifyAll()搭配使用比较多。

下面我们看一个简单的示例。

public class MyThreadA extends Thread{
   

    private Object lock;

    public MyThreadA(Object lock) {
   
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
   
        synchronized (lock){
   
            System.out.println(DateUtil.format(new Date()) + " 当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + " wait begin");
            try {
   
                // 进入阻塞等待
                lock.wait();
            } catch (Exception e) {
   
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(DateUtil.format(new Date()) + " 当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + " wait end");
        }
    }
}

public class MyThreadB extends Thread{
   

    private Object lock;

    public MyThreadB(Object lock) {
   
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
   
        synchronized (lock){
   
            System.out.println(DateUtil.format(new Date()) + " 当前线程："