多线程 (六) wait和notify

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一，概念：

1）用处：

2)wait方法

3)notify 方法

二.标准代码示例

1.代码实现内容流程描述：

2.代码实现：

三. wait()和sleep()的区别

一，概念：

1）用处：

线程等待wait()和通知notify()，主要用于多线程之间的通信协作，而且这两个方法都是属于Object类，说明任何对象都可以调用这两个方法。

当在一个实例对象上调用了wait()方法之后，当前线程就会在这个对象上等待。直到另外的线程调用了该对象的notify()方法，处于等待状态的线程才得以继续进行。

这样，多线程之间就可以用这两个方法进行通信协作了。

下面引入一张图加深理解

2)wait方法

wait() 方法是 Object 类的一个方法，因此 Java 中所有的类都默认继承了该方法，因此都能使用该方法。

但是这个wait() 方法其实是一个 final 方法，所以不可以被子类重写，子类只能使用 Object 的实现。

wait() 方法在调用时当前线程必须要先获得该 wait() 方法所在对象的监视器锁，如果没有获取对象的监视器锁，直接调用 wait() 方法会抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

而所谓的获取对象的监视器锁，说白了就是共享对象的控制权。

当在一个实例对象上调用了wait()方法之后，当前线程就会释放掉它获取到的锁资源，将锁资源让给其他线程去竞争，然后当前线程会被阻塞挂起，进入等待状态，此时线程的状态为 WAITING 状态；

只有当有其他线程调用该共享对象的 notify() 方法或者 notifyAll() 方法时，当前被阻塞挂起的线程就可能会被唤醒，然后进入就绪状态，重新再去竞争锁资源。

3)notify 方法

notify() 方法也是一个 Object 类的方法，所有 Java 类也都默认继承了该方法，都可以调用该方法，这个方法也是被 final 修饰的，因此也不可被子类重写，子类只能使用 Object 的实现。

notify() 方法和 wait() 方法类似，都是需要先获取当前线程的共享对象监视器，如果没有也会抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

notify 会随机的唤醒被阻塞到该共享对象上的一个线程，而 notifyAll() 则会唤醒所有在该共享对象上被wait 方法阻塞而陷入等待状态的线程。

注意：

调用wait()、notify()方法时，当前线程必须要成功获得锁（必须写在同步代码块锁中），否则将抛出异常。
只对当前单个共享变量生效，多个共享变量需要多次调用wait()方法。
如果线程A调用wait()方法后处于堵塞状态时，其他线程中断（在其他线程调用A.interrupt()方法）A线程，则会抛出InterruptExcption异常而返回并终止。

理论内容就这些，下面将上述内容用实例展示给大家，并一步一步带着大家分析和实现这两个方法，多线程中这两个方法会让程序跳跃执行，所以一定要搞清楚代码的执行流程。

二.标准代码示例

1.代码实现内容流程描述：

创建两个线程t1和t2。
让Thread0执行wait()方法。
此时Thread1得到锁，再让Thread1执行notify()方法释放锁。
此时Thread0得到锁，Thread0会自动从wait()方法之后的代码，继续执行。

通过上述流程，我们就可以清楚的看到，wait()和notify()各自是怎么工作的了，也可以知道两者是怎么配合的了。

2.代码实现：

public class ThreadDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object o =new Object();
        Thread Thread0 =new Thread(() -> {
            synchronized (o) {
                System.out.println("wait方法开始");
                try {
                // 共享对象调用wait方法，会让该线程释放锁
                    o.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("wait方法结束");
            }
        });
        Thread0.start();
        //此处睡眠1秒保证线程Thread0先执行
        Thread.sleep(1000);
        Thread Thread1 =new Thread(() -> {
            synchronized (o) {
                System.out.println("notify方法开始");
                //线程共享对象通过调用notify()方法，释放锁并通知其他线程可以得到锁
                o.notify();
                System.out.println("notify方法结束");
            }
        });
        Thread1.start();
    }
}

从执行的结果中，要明白线程的执行顺序：

Thread0调用了wait()方法后，会释放掉对象锁并暂停执行后续代码，即从wait()方法之后到run()方法结束的代码，都将立即暂停执行，这就是wait()方法在线程中的作用。
CPU会将对象锁分配给一直等候的Thread1线程，Thread1执行了notify()方法后，会通知其他正在等待线程（Thread0）得到锁，但会继续执行完自己锁内的代码之后，才会交出锁的控制权。
因为本例只有两个线程，所以系统会在Thread1交出对象锁控制权后（Synchronized代码块中代码全部执行完后），把锁的控制权给Thread0（若还有其他线程，谁得到锁是随机的，完全看CPU心情），Thread0会接着wait()之后的代码，继续执行到Synchronized代码块结束，将对象锁的控制权交还给CPU。

三. wait()和sleep()的区别

1、相同点
sleep()和wait()都可以暂停线程的执行。
2、不同点
所在类不同
sleep()是Thread类的静态方法。
wait()是Object类的方法。

锁释放不同
sleep()是不释放锁的。
wait()是释放锁的。

用途不同
sleep()常用于一定时间内暂停线程执行。
wait()常用于线程间交互和通信。

用法不同
sleep()方法睡眠指定时间之后，线程会自动苏醒。
wait()方法被调用后，可以通过notify()或notifyAll()来唤醒wait的线程。