02、Java JUC 源码分析 - wait、notify等方法详解
1.线程的等待与通知
JAVA中所有类的父类是Object，因为继承机制，JAVA把所有类都需要实现的方法放到Object类中，其中就有wait和notify。
1.1wait()方法
那么wait()方法是做什么的呢？当一个线程调用共享变量的wait方法，该线程就会进入等待队列。只有发生了下面两件事，才有可能离开等待队列。
- 其他线程调用了该共享对象的notify或者notifyAll方法
- 其他线程调用了该线程的interrupt()方法，该线程抛出InterruptException
另外需要注意的是，如果调用wait()方法没有获得该对象的监视器锁，就会抛出IllegalMonitorException。所以在调用wait方法的时候一定要注意这个细节。那么如何获得共享对象的监视器锁呢？
执行synchronized同步代码块，使用该共享变量作为参数
synchronized（共享变量）{
//doSomething
}
调用该共享对象的方法，该方法被synchronized修饰
另外需要注意的是一个线程可以从等待队列，变为就就绪状态，也就是唤醒。即使我们没有调用notify或者notifyAll方法，或者interrupt方法，这就是所谓的虚假唤醒。
下面从一个简单的生产者消费者例子来说明用法：
public class PCTest {
//生产者线程
public static class Producer extends Thread{
//产品队列
private Queue<String> queue = null;
private int num = 0;
public Producer(Queue<String> queue) {
this.queue = queue;
}
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (queue) {
//规定当产品容量到达10的时候，产品队列到达存储极限
while(queue.size() >= 4){
try {
//需要等待queue队列空闲
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
try {
this.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
queue.offer("Product"+num);
System.out.println("生产了："+"Product"+num+"当前容量："+queue.size());
num++;
queue.notifyAll();
}
}
}
}
//消费者线程
public static class Consumer extends Thread{
//产品队列
private Queue<String> queue = null;
public Consumer(Queue<String> queue) {
this.queue = queue;
}
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (queue) {
//规定当产品容量到达0的时候，无法消费产品
while(queue.size() <= 0){
try {
//需要等待queue队列有产品才能消费
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
try {
this.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
System.out.print("消费了："+queue.poll());
System.out.println("当前容量："+queue.size());
queue.notifyAll();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Queue<String> queue = new LinkedList<String>();0
Producer p = new Producer(queue);
Consumer c = new Consumer(queue);
p.start();
c.start();
}
}
如上代码，生产者首先通过synchronized获得了queue上的监视器锁，后续所有企图获取queue上的监视器锁的线程都会别阻塞。当生产者生产一定数量的产品的时候队列满了，这个时候调用wait方法。我们的生产者就会阻塞自己，然后释放手中的锁，如果不释放锁，就会产生死锁。因为消费者需要对象的监视器锁，才能执行synchronized代码块里面的内容，而生产者不能生产了，却一直不释放锁，线程将就会陷入死锁。
另外需要注意的是，当前线程调用共享变量queue的wait方法后，释放的是queue的监视器锁，如果当前线程还有其他的共享变量，这些锁是不会释放的。
最后再举个例子。如果一个线程调用共享对象的wait（）方法被阻塞挂起后，如果其他线程中断了该线程，该线程会抛出InterruptedException异常并返回。
public class WaitNotifyInterrupt {
static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread threadA = new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
synchronized (obj) {
System.out.println("====wait() begin====");
obj.wait();
System.out.println("=====wait() end=====");
}
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
threadA.start();
//主线程休眠一下
Thread.sleep(1000);
System.out.println("bengin interrupt threadA");
threadA.interrupt();
System.out.println("end interrupt threadA");
}
}
1.2wait(long timeout)方法
该方法相比wait（）方法多了一个超时的参数。他与wait（）的不同之处在于，如果一个线程调用共享对象的wait（）方法后，没有在指定的timeout时间里面被其他线程调用notify或者notifyAll方法唤醒，那么函数会因为超时而返回。如果timeout为0，那么和wait（）方法一样，如果传递一个负值，就会抛出IllegalArgumentException。
1.3wait(long timeout，int nanos)方法
我们直接来看一下源代码吧，因为源代码也十分简单，这里不对这个方法作解释了。
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {
if (timeout < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (nanos < 0 || nanos > 999999) {
throw new IllegalArgumentException(
"nanosecond timeout value out of range");
}
if (nanos > 0) {
timeout++;
}
wait(timeout);
}
1.4notify()方法
一个线程调用了他共享对象的notify()方法后，会唤醒一个在该共享变量上因为调用wait系列方法而被挂起的线程。一个共享变量可能会有多个多个线程在等待，具体唤醒是随机的。
被唤醒了并不能立即执行该线程，他还要获取到共享对象的监视器锁才可以进入就绪状态。因为使用了wait系列方法后，他的共享对象的监视器锁是交还回去的。
1.5notifyAll()方法
不同于notify()的地方是，notifyAll()会唤醒在该共享对象上因为调用wait系列方法而被挂起的所有线程