【015】Java中如何使用wait()和notify()方法?


在Java中使用wait()notify()方法的方式:

1、wait(): 调用wait()使当前线程等待,直到其他线程调用此对象的notify()notifyAll()方法。

2、notify(): 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。

3、同步块内使用: wait()notify()必须在同步块或同步方法内部使用。

4、释放锁: 调用wait()会释放锁,而notify()不会释放锁。


📢 外卖催单催早了?wait () 和 notify () 教你给线程 “发暗号”

零、引入

“你这催单功能是用脚写的?商家刚接单就弹‘催单成功’,用户骂我们‘骚扰’,商家骂我们‘添乱’!” 测试小姐姐把电脑屏幕怼到你脸上,订单日志里 “催单触发” 比 “商家接单” 早了 3 秒,红得像你马上要被扣的绩效。

你慌得一批 —— 负责的外卖系统催单模块,逻辑是 “商家 10 秒不接单就自动催”,结果现在线程乱成一锅粥:催单线程和接单线程各跑各的,催单线程没等够时间就瞎触发,接单线程接了单也没告诉催单线程 “别催了”。更要命的是,领导半小时后要听汇报,你上周还拍胸脯说 “线程通信稳得很”。

就在你对着代码抓头发时,隔壁工位的王哥叼着煎饼凑过来:“慌啥?线程之间没‘暗号’能不乱吗?用 wait () 和 notify () 给它们搭个话,比你这‘裸奔线程’靠谱 10 倍!”

一、wait () 和 notify ():线程间的 “后厨喊号系统”

请添加图片描述

王哥抹了把嘴角的葱花,用你天天吃的外卖举例子:“你把催单线程当成服务员,接单线程当成后厨,订单就是那碗‘番茄炒蛋’。服务员的活儿是‘等 10 分钟,没好就催’,后厨的活儿是‘做好了喊一声’—— 要是服务员不等人就催,后厨做好了不吱声,这不就是你现在的问题?

“wait () 和 notify () 就是它们的‘暗号’:”
请添加图片描述

  • wait() :服务员拿到订单后,往后厨门口一坐等,手里的订单(锁)先交出去,不占着茅坑不拉屎;
  • notify() :后厨做好番茄炒蛋,喊一声 “好了”,服务员立马站起来拿订单送餐;
  • 核心是 “通信”—— 线程不再各玩各的,能互相 “打招呼”。

他说着点开你的代码,一针见血:“你看你这代码,催单线程和接单线程都抢同一个订单对象,但没规定‘谁等谁’,就像俩没暗号的特工,碰头了都得打起来!”

你的错误代码(线程乱套版):

public class BadTakeoutDemo {
    // 订单状态:false=未接单,true=已接单
    static boolean isAccepted = false;

    public static void main(String[] args) {
        // 催单线程:10秒没接单就催
        new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(10000); // 等10秒
                // 这里大概率出问题:可能接单线程刚改了状态,催单线程没读到
                if (!isAccepted) {
                    System.out.println("催单成功:商家快接单!");
                } else {
                    System.out.println("无需催单:商家已接单");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "催单线程").start();

        // 接单线程:模拟3秒后接单
        new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000); // 商家3秒后接单
                isAccepted = true;
                System.out.println("商家已接单");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "接单线程").start();
    }
}

“你跑 10 次能有 5 次错的,” 王哥笑,“线程之间没同步,催单线程可能‘看不见’接单线程改的状态,这就是‘线程可见性’坑 —— 就像你给同事发了消息,他没刷新,以为你没发。”

二、正确用法:3 个核心规则 + 完整可运行代码

请添加图片描述

王哥把煎饼放一边,手把手给你改代码,边改边讲 “铁律”—— 这可是 JVM 的规矩,违反了直接给你抛异常,比领导的脾气还暴。

核心铁律(记牢!不然 JVM 怼哭你)

  • 必须在同步块里用:wait () 和 notify () 得拿着 “锁” 说话,锁对象就是你要保护的资源(比如订单),没锁就调用?直接报 IllegalMonitorStateException,相当于没带工牌进公司被保安赶出去。
  • 锁对象要一致:调用 wait () 和 notify () 的必须是同一个锁对象,就像服务员和后厨得对着同一个订单喊暗号,你对着 A 订单喊,B 订单的服务员肯定听不见。
  • wait () 会释放锁:这是和 sleep () 最大的区别!sleep () 睡的时候抱着锁不放,别人抢不到;wait () 一睡就把锁扔出去,让其他线程能用 —— 就像你占着会议室睡觉,sleep () 是锁门睡,wait () 是开门睡,别人能进来用。

修复后的代码(线程听话版):

public class GoodTakeoutDemo {
    // 订单对象:作为锁对象,必须是同一个!
    static final Object ORDER_LOCK = new Object();
    // 订单状态:false=未接单,true=已接单
    static boolean isAccepted = false;

    public static void main(String[] args) {
        // 1. 催单线程:等10秒,要么被唤醒(商家接单),要么超时催单
        Thread remindThread = new Thread(() -> {
            // 铁律1:必须在同步块里,锁对象是ORDER_LOCK
            synchronized (ORDER_LOCK) {
                try {
                    System.out.println("催单线程待命:等待商家接单,10秒内不接就催");
                    // 铁律2:锁对象一致,这里用ORDER_LOCK调用wait()
                    // wait(10000):最多等10秒,超时自动醒;没参数就是死等
                    ORDER_LOCK.wait(10000);

                    // 醒了之后判断状态
                    if (!isAccepted) {
                        System.out.println("【催单成功】商家快接单!用户都等急了!");
                    } else {
                        System.out.println("【无需催单】商家已接单,撤掉催单提醒");
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "催单线程");

        // 2. 接单线程:接单后通知催单线程“别催了”
        Thread acceptThread = new Thread(() -> {
            synchronized (ORDER_LOCK) {
                try {
                    System.out.println("商家收到订单,正在确认...");
                    Thread.sleep(3000); // 模拟商家3秒后接单
                    isAccepted = true;
                    System.out.println("商家已接单!");

                    // 铁律3:用同一个锁对象调用notify(),唤醒等待的线程
                    ORDER_LOCK.notify(); // 喊一声:“催单的别等了,单接了!”
                    System.out.println("已通知催单线程:无需催单");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "接单线程");

        // 启动线程
        remindThread.start();
        acceptThread.start();
    }
}

在这里插入图片描述
“这就对了!” 王哥拍桌,“催单线程先拿着锁等,wait () 的时候把锁放了,接单线程才能拿到锁去改状态,改完用 notify () 喊醒它 —— 这流程比外卖小哥送餐还顺!”

插个冷笑话:“wait () 和 notify () 的关系,就像你和外卖员:你点了餐,发消息说‘我先睡会儿,到了喊我’(wait ()),外卖员到了喊‘你的餐到了’(notify ()),你立马起来取 —— 要是没这暗号,你要么一直盯着手机(死循环轮询,耗 CPU),要么外卖员到了没人接(线程漏通知),俩都难受!”

三、进阶:notify () 和 notifyAll () 的区别,别喊错人

请添加图片描述
“刚用的 notify () 是喊醒一个线程,要是多个线程等着同一个锁呢?” 王哥又抛个问题,比如外卖系统里,一个订单有 “催单线程”“退款线程” 两个线程在等,商家接单后,俩线程都得知道。

这时候 notify () 就不够用了 —— 它只会随机喊醒一个,另一个还在死等,就像你在群里 @一个人,其他人看不见。这时候得用notifyAll() ,相当于在群里发 “@所有人 单接了”,所有等这个锁的线程都能醒。

多线程等待场景(notifyAll () 版)

public class NotifyAllDemo {
    static final Object ORDER_LOCK = new Object();
    static boolean isAccepted = false;

    public static void main(String[] args) {
        // 1. 催单线程
        Thread remindThread = new Thread(() -> {
            synchronized (ORDER_LOCK) {
                try {
                    System.out.println("催单线程:等商家接单...");
                    ORDER_LOCK.wait();
                    System.out.println("催单线程:收到通知,商家已接单,不催了");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "催单线程");

        // 2. 退款线程:商家超久不接单就退款
        Thread refundThread = new Thread(() -> {
            synchronized (ORDER_LOCK) {
                try {
                    System.out.println("退款线程:等商家接单,超时就退款...");
                    ORDER_LOCK.wait();
                    System.out.println("退款线程:收到通知,商家已接单,取消退款");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "退款线程");

        // 3. 接单线程:接单一键通知所有等待线程
        Thread acceptThread = new Thread(() -> {
            synchronized (ORDER_LOCK) {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                    isAccepted = true;
                    System.out.println("商家已接单!准备通知所有等待线程");
                    // 用notifyAll()唤醒所有等ORDER_LOCK的线程
                    ORDER_LOCK.notifyAll();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "接单线程");

        remindThread.start();
        refundThread.start();
        acceptThread.start();
    }
}

运行结果里,两个等待线程都被唤醒了:

在这里插入图片描述
“记住:notify () 是‘精准喊人’,notifyAll () 是‘广播通知’,” 王哥总结,“用错了就麻烦 —— 比如退款线程没被唤醒,用户都接单了还被退款,这锅你背得起吗?”

四、真实使用场景:生产者 - 消费者模式

请添加图片描述

“除了催单,这俩方法最经典的就是‘生产者 - 消费者’模式,” 王哥说,比如外卖平台的订单队列:

  • 生产者:用户下单,往队列里塞订单;
  • 消费者:商家抢单,从队列里拿订单;
  • 没订单时,消费者 wait () 等着;
  • 有新订单时,生产者 notify () 喊消费者来拿。

极简订单队列(生产者 - 消费者)

package cn.tcmeta.threads;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

// 外卖订单队列
class TakeoutQueue {
    // 订单队列,最多存5个订单(防止撑爆)
    private final Queue<String> queue = new LinkedList<>();
    // 锁对象
    private final Object LOCK = new Object();

    // 生产者:用户下单(往队列加订单)
    public void addOrder(String orderId) {
        synchronized (LOCK) {
            // 队列满了就等(不能再加了)
            int MAX_SIZE = 5;
            while (queue.size() >= MAX_SIZE) {
                try {
                    System.out.println("订单队列满了,用户" + orderId + "请稍等...");
                    LOCK.wait(); // 释放锁,让消费者拿订单
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            queue.add(orderId);
            System.out.println("用户下单:" + orderId + ",当前队列订单数:" + queue.size());
            LOCK.notifyAll(); // 通知消费者来拿订单
        }
    }

    // 消费者:商家抢单(从队列拿订单)
    public void takeOrder(String merchantId) {
        synchronized (LOCK) {
            // 队列空了就等(没单可抢)
            while (queue.isEmpty()) {
                try {
                    System.out.println("商家" + merchantId + ":暂无订单,等待中...");
                    LOCK.wait(); // 释放锁,让生产者加订单
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            String orderId = queue.poll();
            System.out.println("商家" + merchantId + "抢单成功:" + orderId + ",剩余订单数:" + queue.size());
            LOCK.notifyAll(); // 通知生产者可以加订单了
        }
    }
}

// 测试类
public class ProducerConsumerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TakeoutQueue queue = new TakeoutQueue();

        // 3个生产者(用户下单)
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            int userId = i;
            new Thread(() -> {
                for (int j = 1; j <= 4; j++) {
                    queue.addOrder("U" + userId + "-" + j); // 订单ID:U1-1表示用户1的第1个单
                    try {
                        Thread.sleep(1000); // 模拟用户1秒下一个单
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }, "用户" + i).start();
        }

        // 2个消费者(商家抢单)
        for (int i = 1; i <= 2; i++) {
            int merchantId = i;
            new Thread(() -> {
                while (true) {
                    queue.takeOrder("M" + merchantId); // 商家ID:M1表示商家1
                    try {
                        Thread.sleep(1500); // 模拟商家1.5秒处理一个单
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }, "商家" + i).start();
        }
    }
}

在这里插入图片描述

五、总结:5 分钟上手的核心要点

请添加图片描述

王哥把煎饼渣扫干净,给你画了个 “傻瓜式口诀”,记牢就能直接用:

  • 锁对象先备好:不管 wait 还是 notify,先搞个共同的锁对象(比如订单、队列);
  • 同步块包起来:把 wait/notify 和共享变量(状态、队列)都放进 synchronized (锁对象) 里;
  • wait 前先判断:用 while 循环判断条件(比如队列是否空 / 满),别用 if—— 防止线程 “假醒”(JVM - 可能莫名唤醒 wait 的线程);
  • notify 后要释放:notify () 之后同步块会继续执行完才释放锁,别在 notify () 后面写太多代码;
  • 多线程用 notifyAll:多个线程等同一个锁,就用 notifyAll (),别用 notify () 随机唤醒。

彩蛋:王哥的血泪史

“我刚工作时,把 wait () 写在了同步块外面,” 王哥捂脸,“结果一跑就抛异常,我以为 JVM 坏了,还重启了服务器,被领导骂‘连锁都不会用’,罚我抄了 10 遍 synchronized 用法 —— 现在我写 wait () 前,先摸一下锁对象,比摸手机还熟练。”

六、最后说句实在的

请添加图片描述
wait () 和 notify () 不是什么高深技术,本质就是给线程 “装个对讲机”,让它们别瞎跑。今天这篇代码你复制过去就能跑,改改锁对象和状态判断,就能用到自己的项目里 —— 比如订单系统、消息通知、任务队列,都能用。

要是你搞懂了,别光顾着自己爽,点赞让更多人避坑,关注我 —— 下次咱们扒一扒 “wait () 和 Condition 的区别”,Condition 比 wait () 更灵活,能给线程 “分组喊号”,再也不用怕 notifyAll () 喊醒一堆无关线程。

对了,把这篇分享给你那用 “死循环轮询” 实现线程等待的同事,下次代码 review 时,你就能笑着说:“兄弟,别让线程当‘卷王’一直问了,给它们发个‘对讲机’(wait/notify),让它们歇会儿呗!”

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<think>好的,我现在需要帮助用户理解Javawaitnotify方法的正确使用,并提供示例注意事项。首先,我得回顾一下这两个方法的基本概念。根据引用[5],waitnotifynotifyAll都是用于线程间通信的方法,用来协调多个线程的执行顺序。当线程调用对象的wait()方法时,它会释放该对象的锁并进入等待状态,直到其他线程调用同一个对象的notify()notifyAll()来唤醒它。 用户需要示例注意事项,所以我得先构造一个典型的生产者-消费者模型作为例子。比如,一个线程负责生产数据,另一个线程负责消费数据。当缓冲区为空时,消费者线程需要等待,直到生产者线程放入数据后通知消费者。同样,当缓冲区满时,生产者需要等待消费者取出数据后再继续生产。这种模式能很好地展示waitnotify的协作。 接下来,我需要确保示例代码正确,并且符合Java的同步机制。根据引用[2][4],在调用waitnotify时,必须持有对象的锁,也就是在synchronized块内部。否则会抛出IllegalMonitorStateException。因此,在示例中,生产者消费者方法都应该用synchronized修饰,或者在synchronized块内调用waitnotify。 然后,要注意虚假唤醒的问题。引用[5]提到,wait()应该在循环中使用,而不是简单的if判断,因为有时线程可能会被意外唤醒,即使条件尚未满足。所以在代码中,检查条件是否满足的语句应该放在while循环中,而不是if语句,这样可以避免这种情况。 另外,用户可能想知道notifynotifyAll的区别。根据引用[5],notify只会唤醒一个等待线程,而notifyAll会唤醒所有等待的线程,但具体哪个线程能继续执行取决于锁的获取。在生产者-消费者模型中,使用notifyAll更安全,因为可能有多个生产者或消费者线程在等待,这样可以避免线程被永久挂起的情况。 然后,我需要列出使用时的注意事项,比如必须在同步块内调用,使用循环检查条件,避免死锁,以及区分notifynotifyAll的使用场景。此外,还要提到在继承Thread类时,不要使用this作为锁对象,因为可能会有不同的实例,导致无法正确同步。 最后,确保回答结构清晰,分步骤说明,示例代码正确,注意事项全面。同时,根据用户提供的引用内容,正确标注引用来源,比如在解释waitnotify机制时引用[5],在示例部分参考引用[2][4]。 现在需要检查是否有遗漏的部分,比如是否覆盖了所有重要的注意事项,示例是否完整,语法是否正确。例如,在示例中,缓冲区使用LinkedList模拟,容量设为1,这样更容易触发等待条件。生产者消费者分别使用waitnotifyAll来协调。同时,主方法中启动两个线程,并设置消费者线程先启动,以展示等待的情况。 可能还需要解释为什么使用while循环而不是if,以及如何处理可能的异常,比如InterruptedException。在代码中,捕获InterruptedException并恢复中断状态是一个好的做法,保持线程的中断响应能力。 总结起来,整个思考过程需要确保回答准确覆盖用户的问题,结合提供的引用内容,结构清晰,示例正确,注意事项全面,并且符合Java多线程的最佳实践。</think>### Java线程中wait()notify()方法使用详解 #### 一、基本机制 `wait()``notify()`是Java多线程通信的核心方法,用于在**同步代码块内**协调线程执行顺序。当线程调用`wait()`时,会释放对象锁并进入等待状态;调用`notify()`则会唤醒一个等待该对象锁的线程[^5]。 #### 二、标准使用示例(生产者-消费者模型) ```java public class BufferExample { private final LinkedList<Integer> buffer = new LinkedList<>(); private final int CAPACITY = 1; public synchronized void produce() throws InterruptedException { while (buffer.size() == CAPACITY) { System.out.println("缓冲区满,生产者等待"); wait(); // 释放锁并等待 } int value = new Random().nextInt(100); buffer.add(value); System.out.println("生产数据:" + value); notifyAll(); // 唤醒所有等待线程[^2] } public synchronized void consume() throws InterruptedException { while (buffer.isEmpty()) { System.out.println("缓冲区空,消费者等待"); wait(); } int value = buffer.removeFirst(); System.out.println("消费数据:" + value); notifyAll(); } public static void main(String[] args) { BufferExample example = new BufferExample(); // 生产者线程 new Thread(() -> { while (true) { try { example.produce(); Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } }).start(); // 消费者线程 new Thread(() -> { while (true) { try { example.consume(); Thread.sleep(1500); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } }).start(); } } ``` #### 三、关键注意事项 1. **同步要求** 必须使用`synchronized`获取对象锁后才能调用`wait()/notify()`,否则会抛出`IllegalMonitorStateException`[^4] 2. **条件检查规范** 必须使用`while`循环而非`if`判断条件,防止**虚假唤醒**(spurious wakeup): ```java while (condition) { // 正确写法 wait(); } ``` 3. **唤醒方式选择** - `notify()`:随机唤醒一个等待线程 - `notifyAll()`:唤醒所有等待线程,更推荐使用以避免线程饥饿 4. **锁对象一致性** 所有线程必须使用**同一个对象锁**进行同步,通常建议使用专门的对象而非`this`: ```java private final Object lock = new Object(); public void method() { synchronized(lock) { // 操作代码 } } ``` 5. **中断处理** `wait()`可能抛出`InterruptedException`,需要正确处理中断状态: ```java try { wait(); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); // 恢复中断状态 } ``` #### 四、典型应用场景 1. 生产者-消费者模式(如示例所示) 2. 线程池任务调度 3. 多阶段任务协作(如:等待前置任务完成)
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