摘要：如果有其它線程調(diào)用了相同對(duì)象的方法，那么處于該對(duì)象的等待池中的線程就會(huì)全部進(jìn)入該對(duì)象的鎖池中，從新爭(zhēng)奪鎖的擁有權(quán)。

wait，notify 和 notifyAll，這些在多線程中被經(jīng)常用到的保留關(guān)鍵字，在實(shí)際開發(fā)的時(shí)候很多時(shí)候卻并沒(méi)有被大家重視，而本文則是對(duì)這些關(guān)鍵字的使用進(jìn)行描述。

在java中，每個(gè)對(duì)象都有兩個(gè)池，鎖池(monitor)和等待池(waitset)，每個(gè)對(duì)象又都有wait、notify、notifyAll方法，使用它們可以實(shí)現(xiàn)線程之間的通信，只是平時(shí)用的較少。

wait(): 使當(dāng)前線程處于等待狀態(tài)，直到另外的線程調(diào)用notify或notifyAll將它喚醒

notify(): 喚醒該對(duì)象監(jiān)聽的其中一個(gè)線程（規(guī)則取決于JVM廠商，F(xiàn)ILO,FIFO,隨機(jī)...）

notifyAll(): 喚醒該對(duì)象監(jiān)聽的所有線程

鎖池： 假設(shè)T1線程已經(jīng)擁有了某個(gè)對(duì)象(注意:不是類)的鎖，而其它的線程想要調(diào)用該對(duì)象的synchronized方法(或者synchronized塊)，由于這些線程在進(jìn)入對(duì)象的synchronized方法之前都需要先獲得該對(duì)象的鎖的擁有權(quán)，但是該對(duì)象的鎖目前正被T1線程擁有，所以這些線程就進(jìn)入了該對(duì)象的鎖池中。

等待池： 假設(shè)T1線程調(diào)用了某個(gè)對(duì)象的wait()方法，T1線程就會(huì)釋放該對(duì)象的鎖(因?yàn)閣ait()方法必須出現(xiàn)在synchronized中，這樣自然在執(zhí)行wait()方法之前T1線程就已經(jīng)擁有了該對(duì)象的鎖)，同時(shí)T1線程進(jìn)入到了該對(duì)象的等待池中。如果有其它線程調(diào)用了相同對(duì)象的notifyAll()方法，那么處于該對(duì)象的等待池中的線程就會(huì)全部進(jìn)入該對(duì)象的鎖池中，從新爭(zhēng)奪鎖的擁有權(quán)。如果另外的一個(gè)線程調(diào)用了相同對(duì)象的notify()方法，那么僅僅有一個(gè)處于該對(duì)象的等待池中的線程(隨機(jī))會(huì)進(jìn)入該對(duì)象的鎖池.

在調(diào)用wait(), notify()或notifyAll()的時(shí)候，都必須獲得某個(gè)對(duì)象(注意:不是類)的鎖。

永遠(yuǎn)在循環(huán)（loop）里調(diào)用 wait 和 notify，而不是在 If 語(yǔ)句中

永遠(yuǎn)在synchronized的函數(shù)或?qū)ο罄锸褂?b>wait、notify和notifyAll，不然Java虛擬機(jī)會(huì)生成 IllegalMonitorStateException。

private static int i = 0;

static void product() {//生產(chǎn)者
    System.out.println("P->" + (++i));
}

static void consumer() {//消費(fèi)者
    System.out.println("C->" + i);
}

public static void main(String[] args) {
    new Thread(() -> {
        while (true) {
            product();
        }
    }).start();
    new Thread(() -> {
        while (true) {
            consumer();
        }
    }).start();
}

////////////////////////日志////////////////////////
//P->1
//P->2
//P->3
//P->4
//C->1 
////////////////////////日志////////////////////////

分析： 從日志中可以看到數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)多次生產(chǎn)或多次消費(fèi)的問(wèn)題，因?yàn)樵诰€程執(zhí)行過(guò)程中，兩個(gè)線程缺少協(xié)作關(guān)系，都是各干各的，T1線程只管生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不管T2線程是否處理了。

private static int i = 0;
private static boolean isProduction = true;

static void product() {//生產(chǎn)者
    if (isProduction) {
        System.out.println("P->" + (++i));
        isProduction = false;
    }
}

static void consumer() {//消費(fèi)者
    if (!isProduction) {
        System.out.println("C->" + i);
        isProduction = true;
    }
}

分析： 這種情況下我們通過(guò)維護(hù)一個(gè)變量的方式，通知對(duì)方，但是效率及其差，線程頻繁請(qǐng)求與判斷大大的浪費(fèi)了系統(tǒng)資源，雖然滿足了當(dāng)前要求，但并非是可選方案...

上文已經(jīng)介紹了使用wait和notify的前提了，接下來(lái)看案例

private final static byte[] LOCK = new byte[0];//定義一個(gè)鎖對(duì)象
private static boolean isProduction = true;//消息投遞
private static int i = 0;//生產(chǎn)的消息

static void product() {
    synchronized (LOCK) {// 必須是在 synchronized中 使用 wait/notify/notifyAll
        try {
            if (isProduction) {//如果標(biāo)示位為生產(chǎn)狀態(tài),則繼續(xù)生產(chǎn)
                System.out.println("P->" + (++i));
                isProduction = false;
                LOCK.notify();//消費(fèi)者可以消費(fèi)了
            } else {
                LOCK.wait();//說(shuō)明生產(chǎn)出來(lái)的數(shù)據(jù)還未被消費(fèi)掉
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

static void consumer() {
    try {
        synchronized (LOCK) {
            if (isProduction) {//如果當(dāng)前還在生產(chǎn),那么就暫停消費(fèi)者線程
                LOCK.wait();
            } else {
                System.out.println("C->" + i);
                isProduction = true;
                LOCK.notify();//通知我已經(jīng)消費(fèi)完畢了
            }
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    new Thread(() -> {
        while (true) {
            product();
        }
    }).start();
    new Thread(() -> {
        while (true) {
            consumer();
        }
    }).start();
}
////////////////////////日志////////////////////////
//P->1
//C->1
//P->2
//C->2
//.....
//P->354217
//C->354217
////////////////////////日志////////////////////////

分析： 一切都是那么完美，在T1線程中，調(diào)用LOCK.wait()將當(dāng)前線程移入等待池中，并交出執(zhí)行權(quán)，鎖池中的其他線程去競(jìng)爭(zhēng)并取得鎖的使用權(quán)（T2線程獲取），當(dāng)T2線程消費(fèi)完畢后，調(diào)用LOCK.notify()方法通知當(dāng)前對(duì)象鎖等待池中的其中一個(gè)線程（因?yàn)檫@里notify是基于JVM算法而定，因?yàn)槲覀冎挥袃蓚€(gè)線程，所以T1線程會(huì)接收到T2線程發(fā)出的通知，從而繼續(xù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

問(wèn)題： 雖然一對(duì)一沒(méi)有問(wèn)題，但假設(shè)多個(gè)生產(chǎn)者多個(gè)消費(fèi)者的情況下怎么辦呢？

public static void main(String[] args) {
    Stream.of("P1", "P2", "P3", "P4").forEach(name -> new Thread(() -> {
        while (true) {
            product();
        }
    }, name).start());
    Stream.of("C1", "C2").forEach(name -> new Thread(() -> {
        while (true) {
            consumer();
        }
    }, name).start());
}
////////////////////////日志////////////////////////
//P2 -> 1
//C2 -> 1
//P2 -> 2
//C1 -> 2
//P3 -> 3
////////////////////////日志////////////////////////

分析： 居然不執(zhí)行了，借助前面說(shuō)過(guò)的 死鎖分析知識(shí)，我們看看是不是發(fā)生死鎖了

結(jié)果表明，雖然沒(méi)有Found one deadlock...字眼，但是可以看到有個(gè)線程都被wait住了，沒(méi)有被釋放，所以導(dǎo)致我們當(dāng)前無(wú)法繼續(xù)生產(chǎn)消費(fèi)

LOCK.notifyAll();//通知所有線程，我已經(jīng)消費(fèi)完畢了，你們繼續(xù)生產(chǎn)

分析： 這里只修改了一句代碼，就是將consumer方法中的notify -> notifyAll，由通知單個(gè)線程變成通知所有在等待池中的線程

P1 -> 1
C1 -> 1
P2 -> 2
C2 -> 2
...
P3 -> 42894
C1 -> 42894
...
P1 -> 42898
C1 -> 42898

全文代碼：https://gitee.com/battcn/battcn-concurent/tree/master/Chapter1-1/battcn-thread/src/main/java/com/battcn/chapter7

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