为什么需要wait/notify？

wati/notify多用于线程间的同步。假设有一把锁lock，此时线程t1来持有这把锁，但是由于其不满足业务条件暂时不能继续执行，如果t2此时来获取锁，发现锁仍被t1占有，则会发生阻塞，造成严重的效率问题，甚至出现死锁。

通过wait/notify，可以使t1先进入WAITING状态，等待t2的唤醒，被唤醒后再去执行对应的操作，这样就避免了t2线程的阻塞，且t1、t2之间的竞争也没有了，大大提升执行效率。

wait/notify原理

Monitor（管程）的结构，其中有一块叫做WaitSet的区域，里面存放的是状态为WAITING状态的线程。如下图虚线框中的内容：

涉及到Monitor，只有在重量级锁中，才会有wait/notify。

下面按照上图简单分析下其流程：

假设线程thread1持有了重量级锁，即Owner，但是此时没有准备好，所以调用了wait方法。此时其状态就会变成WAITING，进入到Monitor的WaitSet当中。
EntryList和WaitSet当中的线程，都是不占用CPU时间片的。
EntryList当中的线程，会等待Owner执行完成后被自动唤醒。
WaitSet当中的线程，会等待Owner线程执行notify或notifyAll方法进行唤醒，但是并不是直接获取到锁，而是被添加到EntryList当中进行非公平的竞争。

wait/notify的使用

常用方法

obj.wait() 让当前持有锁的Owner进入Monitor的WaitSet进行等待。

obj.wait(long timeout) 让进入 object 监视器的线程到 WaitSet 等待，可制定等待超时时间。

obj.notify() Owner从正在 WaitSet 等待的线程中挑一个唤醒。

obj.notifyAll() Owner让正在 WaitSet 等待的线程全部唤醒。

以上方法都是Object类的方法，必须要获取该对象锁，才能调用上述方法。

使用示例

通过下面的例子，演示用法，妈妈正在做饭，爸爸和小A等着吃饭，爸爸发现饭没有做好，要去睡一会；小A发现饭没有做好，要去玩一会儿。妈妈做好饭了，叫小A和爸爸吃饭。饭后，小A去写作业了，爸爸去钓鱼了.

 
    static boolean EATEN_YET = false;

    static Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {

        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                while (true) {
                    if (EATEN_YET) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":我要开始写作业了！！");
                        break;
                    } else {
                        try {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":吃饭前我先玩一会儿！！");
                            lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }

        }, "小A").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                while (true) {
                    if (EATEN_YET) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":我要去钓鱼了！！");
                        break;
                    } else {
                        try {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":吃饭前我先睡一会儿！！");
                            lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }

        }, "爸爸").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                try {
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开饭了！！");
                EATEN_YET = true;
                lock.notifyAll();
            }

        }, "妈妈").start();
    }
    
    //执行结果：
    小A:吃饭前我先玩一会儿！！
    爸爸:吃饭前我先睡一会儿！！
    妈妈:开饭了！！
    爸爸:我要去钓鱼了！！
    小A:我要开始写作业了！！

sleep() 与 wait() 的异同

相同点：

一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。

不同点：

两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep(),Object类中声明wait()。

sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须搭配synchronized一起使用。

如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。

当调用某一对象的wait()方法后，会使当前线程暂停执行，并将当前线程放入WaitSet中，直到调用了 notify()方法后，将从WaitSet中移出任意一个线程并放入EntryList中，只有EntryList中的线程可以获取锁标志，它们随时准备争夺锁的拥有权。当调用了某个对象的notifyAll()方法，会将WaitSet中的所有线程都移动到EntryList进行非公平的竞争。