Java线程间通信与同步：深入解析notify与wait方法notify和 wait 详细介绍notify和wait的详

notify和 wait 详细介绍notify和wait的详细介绍如下：

一、notify

1. 基本概念

notify是Java中的一个方法，属于Object类，用于唤醒正在等待该对象监视器的单个线程。当某个线程调用了某个对象的wait()方法后，该线程会进入等待状态并释放该对象的锁，直到其他线程调用此对象的notify()方法或者notifyAll()方法，或者等待超时，该线程才会重新获得锁并进入就绪状态。

2. 使用场景

notify方法通常用于线程间的通信，特别是在生产者-消费者模型中。生产者线程在生产出数据后，通过调用notify方法唤醒等待在该对象上的消费者线程，使其能够继续执行并处理数据。

3. 注意事项

notify方法必须在同步代码块或同步方法中调用，且必须持有调用该方法的对象的锁。
notify方法一次只能唤醒一个等待线程，如果有多个线程在等待，那么唤醒哪个线程是不确定的。如果需要唤醒所有等待线程，应使用notifyAll方法。
被唤醒的线程不会立即执行，而是会进入就绪状态，等待CPU的调度。

二、wait

1. 基本概念

wait也是Java中的一个方法，同样属于Object类，用于使当前线程等待，直到其他线程调用此对象的notify()方法或notifyAll()方法，或者等待的时间超过指定的时间长度。调用wait方法会释放当前线程持有的对象的锁，并导致当前线程进入等待状态。

2. 使用场景

wait方法通常用于线程间的同步控制，特别是在需要等待某个条件成立的场景中。例如，在消费者线程中，如果队列为空，消费者线程可以通过调用wait方法进入等待状态，直到生产者线程生产了数据并调用notify或notifyAll方法唤醒它。

3. 注意事项

wait方法必须在同步代码块或同步方法中调用，且必须持有调用该方法的对象的锁。
调用wait方法会释放当前线程持有的锁，这是wait和sleep方法的一个重要区别。
wait方法可以通过传递参数来指定等待的时间，如果时间到了还没有被唤醒，线程会自动醒来并重新尝试获取锁。
在等待过程中，如果线程被中断，那么wait方法会抛出InterruptedException异常。

综上所述，notify和wait是Java中用于线程间通信和同步控制的重要方法，它们通过对象的监视器锁来实现线程间的协调与配合。在使用时需要注意它们的使用场景和注意事项，以确保程序的正确性和高效性。以下通过示例来详细讲解Java中的notify和wait方法：

示例背景

假设我们有一个简单的生产者-消费者问题，其中生产者线程负责生成数据并将其放入缓冲区，消费者线程从缓冲区中取出数据进行处理。为了同步生产者和消费者的操作，我们可以使用wait和notify方法。

示例代码

public class ProducerConsumerExample {
    private List<Integer> buffer = new ArrayList<>();
    private int capacity = 5; // 缓冲区容量

    // 生产者方法
    public synchronized void produce(int value) throws InterruptedException {
        while (buffer.size() == capacity) {
            wait(); // 缓冲区满时，生产者线程等待
        }
        buffer.add(value);
        System.out.println("Produced: " + value);
        notify(); // 唤醒在缓冲区上等待的消费者线程
    }

    // 消费者方法
    public synchronized void consume() throws InterruptedException {
        while (buffer.isEmpty()) {
            wait(); // 缓冲区空时，消费者线程等待
        }
        int value = buffer.remove(0);
        System.out.println("Consumed: " + value);
        notify(); // 唤醒在缓冲区上等待的生产者线程（尽管在此示例中可能不是必需的，但为了演示目的包含）
    }

    public static void main(String[] args) {
        ProducerConsumerExample pc = new ProducerConsumerExample();

        // 生产者线程
        Thread producer = new Thread(() -> {
            try {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    pc.produce(i);
                    Thread.sleep(100); // 模拟生产耗时
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        // 消费者线程
        Thread consumer = new Thread(() -> {
            try {
                while (true) {
                    pc.consume();
                    Thread.sleep(200); // 模拟消费耗时
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        producer.start();
        consumer.start();
    }
}

讲解

synchronized关键字：
- produce和consume方法都被声明为synchronized，这意味着在同一时刻，只有一个线程可以执行这些方法中的任何一个。这保证了线程安全，防止多个线程同时访问缓冲区导致数据不一致。
wait方法：
- 当缓冲区满时（buffer.size() == capacity），生产者线程调用wait()方法进入等待状态，并释放缓冲区对象的锁。此时，生产者线程暂停执行，直到其他线程调用缓冲区对象的notify()或notifyAll()方法。
- 类似地，当缓冲区空时（buffer.isEmpty()），消费者线程也会调用wait()方法等待。
notify方法：
- 当生产者线程向缓冲区中添加数据后，它会调用notify()方法来唤醒可能正在缓冲区对象上等待的消费者线程。注意，notify()方法只会唤醒一个等待线程，如果有多个线程在等待，那么唤醒哪个线程是不确定的。
- 在这个示例中，消费者线程在消费数据后也调用了notify()方法，尽管这在实际的生产者-消费者模型中可能不是必需的，因为消费者通常不需要主动唤醒生产者（除非有特定的同步需求）。但这里为了演示notify()方法的使用而包含。
唤醒与竞争锁：
- 被notify()唤醒的线程不会立即执行，而是会进入就绪状态，等待CPU的调度。当该线程获得CPU时间片时，它会尝试重新获取之前释放的锁。如果此时锁仍然被其他线程持有，那么该线程将再次进入阻塞状态，直到锁被释放。
- 一旦线程成功获取锁，它将从wait()方法之后的位置继续执行。

通过这个示例，我们可以看到notify和wait方法在多线程编程中的重要作用，它们是实现线程间通信和同步控制的关键机制。

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