Object的wait（）/notify（）

wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法，可以用来控制线程的状态。

这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。

•如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去，然后处于等待状态。

•如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。

•如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。

---对象的控制权，其实就是我们所说的每一个对象都拥有的管程（Monitor） （个人认为翻译为管程比较的好，依据在JSR133中文版）可以被加锁，并且加锁的粒度是当前的线程，而不是某次操作。

其中wait方法有三个over load方法：wait() wait(long) wait(long,int)

wait方法通过参数可以指定等待的时长。如果没有指定参数，默认一直等待直到被通知。

以下是一个演示代码，以最简洁的方式说明复杂的问题，简要说明下：

1.NotifyThread是用来模拟3秒钟后通知其他等待状态的线程的线程类；

2.WaitThread是用来模拟等待的线程类；

3.等待的中间对象是flag，一个String对象；

main方法中同时启动一个Notify线程和三个wait线程；

package concurrent;

public class NotifyTest {

    private String flag = "true";

    class NotifyThread extends Thread {

        public NotifyThread(String name) {

            super(name);

        }

        public void run() {

            try {

                sleep(3000);// 推迟3秒钟通知

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

            flag = "false";

            flag.notify();

        }

    };

    class WaitThread extends Thread {

        public WaitThread(String name) {

            super(name);

        }

        public void run() {

            while (flag != "false") {

                System.out.println(getName() + " begin waiting!");

                long waitTime = System.currentTimeMillis();

                try {

                    flag.wait();

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;

                System.out.println("wait time :" + waitTime);

            }

            System.out.println(getName() + " end waiting!");

        }

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        System.out.println("Main Thread Run!");

        NotifyTest test = new NotifyTest();

        NotifyThread notifyThread = test.new NotifyThread("notify01");

        WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");

        WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");

        WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");

        notifyThread.start();

        waitThread01.start();

        waitThread02.start();

        waitThread03.start();

    }

}

OK，如果你拿这段程序去运行下的话， 会发现根本运行不了，what happened？满屏的java.lang.IllegalMonitorStateException。

没错，这段程序有很多问题，我们一个个来看。首先，这儿要非常注意的几个事实是:

1.任何一个时刻，对象的控制权（monitor）只能被一个线程拥有。

2.无论是执行对象的wait、notify还是notifyAll方法，必须保证当前运行的线程取得了该对象的控制权（monitor）

3.如果在没有控制权的线程里执行对象的以上三种方法，就会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

4.JVM基于多线程，默认情况下不能保证运行时线程的时序性

基于以上几点事实，我们需要确保让线程拥有对象的控制权。也就是说在waitThread中执行wait方法时，要保证waitThread对flag有控制权；在notifyThread中执行notify方法时，要保证notifyThread对flag有控制权。

线程取得控制权的方法有三：

1.执行对象的某个同步实例方法。

2.执行对象对应类的同步静态方法。

3.执行对该对象加同步锁的同步块。

-------上面三种方法，感觉都和synchronized相关。

我们用第三种方法来做说明：

1. 将以上notify和wait方法包在同步块中:

class NotifyThread extends Thread {

        public NotifyThread(String name) {

            super(name);

        }

        public void run() {

            try {

                sleep(3000);// 推迟3秒钟通知

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

            synchronized(flag){
                flag = "false";

                flag.notify();
            }

        }

    };

    class WaitThread extends Thread {

        public WaitThread(String name) {

            super(name);

        }

        public void run() {

            synchronized (flag) {
                while (flag != "false") {

                    System.out.println(getName() + " begin waiting!");

                    long waitTime = System.currentTimeMillis();

                    try {

                        flag.wait();

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                    waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;

                    System.out.println("wait time :" + waitTime);

                }
            }

            System.out.println(getName() + " end waiting!");

        }

    }

我们向前进了一步。问题解决了吗？

好像运行还是报错java.lang.IllegalMonitorStateException。what happened？

这时的异常是由于在针对flag对象同步块中，更改了flag对象的状态所导致的。如下：
flag="false";

flag.notify();

对在同步块中对flag进行了赋值操作，使得flag引用的对象改变，这时候再调用notify方法时，因为没有控制权所以抛出异常。我们可以改进一下，将flag改成一个JavaBean，然后更改它的属性不会影响到flag的引用。我们这里改成数组来试试，也可以达到同样的效果：

private   String flag[] = {"true"};

这时候再运行，不再报异常，但是线程没有结束是吧，没错，还有线程堵塞，处于wait状态。原因很简单，我们有三个wait线程，只有一个notify线程，notify线程运行notify方法的时候，是随机通知一个正在等待的线程，所以，现在应该还有两个线程在waiting。我们只需要将NotifyThread线程类中的flag.notify()方法改成notifyAll()就可以了。notifyAll方法会通知所有正在等待对象控制权的线程。 最终完成版如下：

package concurrent;

public class NotifyTest {

    private String[] flag = {"true"};

    class NotifyThread extends Thread {

        public NotifyThread(String name) {

            super(name);

        }

        public void run() {

            try {

                sleep(3000);// 推迟3秒钟通知

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

            synchronized(flag){
                flag[0] = "false";

                flag.notifyAll();
            }

        }

    };

    class WaitThread extends Thread {

        public WaitThread(String name) {

            super(name);

        }

        public void run() {

            synchronized (flag) {
                while (flag[0] != "false") {

                    System.out.println(getName() + " begin waiting!");

                    long waitTime = System.currentTimeMillis();

                    try {

                        flag.wait();

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                    waitTime = System.currentTimeMillis() - waitTime;

                    System.out.println("wait time :" + waitTime);

                }
            }

            System.out.println(getName() + " end waiting!");

        }

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        System.out.println("Main Thread Run!");

        NotifyTest test = new NotifyTest();

        NotifyThread notifyThread = test.new NotifyThread("notify01");

        WaitThread waitThread01 = test.new WaitThread("waiter01");

        WaitThread waitThread02 = test.new WaitThread("waiter02");

        WaitThread waitThread03 = test.new WaitThread("waiter03");

        notifyThread.start();

        waitThread01.start();

        waitThread02.start();

        waitThread03.start();

    }

}

另外补充一些摘至其他博客的文章：

在多线程的情况下，由于同一进程的多个线程共享同一片存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突这个严重的问题。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突，有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问。

wait与notify是java同步机制中重要的组成部分。结合与synchronized关键字使用，可以建立很多优秀的同步模型。

synchronized(this){ }等价于

public synchronized void method(){.....}

同步分为类级别和对象级别，分别对应着类锁和对象锁。类锁是每个类只有一个，如果static的方法被synchronized关键字修饰，则在这个方法被执行前必须获得类锁；对象锁类同。

首先，调用一个Object的wait与notify/notifyAll的时候，必须保证调用代码对该Object是同步的，也就是说必须在作用等同于synchronized(obj){......}的内部才能够去调用obj的wait与notify/notifyAll三个方法，否则就会报错：

java.lang.IllegalMonitorStateException:current thread not owner
在调用wait的时候，线程自动释放其占有的对象锁，同时不会去申请对象锁。当线程被唤醒的时候，它才再次获得了去获得对象锁的权利。

所以，notify与notifyAll没有太多的区别，只是notify仅唤醒一个线程并允许它去获得锁，notifyAll是唤醒所有等待这个对象的线程并允许它们去获得对象锁，只要是在synchronied块中的代码，没有对象锁是寸步难行的。其实唤醒一个线程就是重新允许这个线程去获得对象锁并向下运行。

notifyAll，虽然是对每个wait的对象都调用一次notify，但是这个还是有顺序的，每个对象都保存这一个等待对象链，调用的顺序就是这个链的顺序。其实启动等待对象链中各个线程的也是一个线程，在具体应用的时候，需要注意一下。

wait(),notify(),notifyAll()不属于Thread类,而是属于Object基础类,也就是说每个对像都有wait(),notify(),notifyAll()的功能。因为都个对像都有锁,锁是每个对像的基础,当然操作锁的方法也是最基础了。

wait(): 等待对象的同步锁,需要获得该对象的同步锁才可以调用这个方法,否则编译可以通过，但运行时会收到一个异常：IllegalMonitorStateException。

调用任意对象的 wait() 方法导致该线程阻塞，该线程不可继续执行，并且该对象上的锁被释放。

notify():唤醒在等待该对象同步锁的线程(只唤醒一个,如果有多个在等待),注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。

调用任意对象的notify()方法则导致因调用该对象的 wait()方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞（但要等到获得锁后才真正可执行）。

notifyAll(): 唤醒所有等待的线程,注意唤醒的是notify之前wait的线程,对于notify之后的wait线程是没有效果的。

通常，多线程之间需要协调工作：如果条件不满足，则等待；当条件满足时，等待该条件的线程将被唤醒。在Java中，这个机制的实现依赖于wait/notify。等待机制与锁机制是密切关联的。

例如：

synchronized(obj) {
while(!condition) {
obj.wait();
}
obj.doSomething();
}

　　当线程A获得了obj锁后，发现条件condition不满足，无法继续下一处理，于是线程A就wait()。
　　在另一线程B中，如果B更改了某些条件，使得线程A的condition条件满足了，就可以唤醒线程A ：

synchronized(obj) {
condition = true;
obj.notify();
}

需要注意的概念是：
# 调用obj的wait(), notify()方法前，必须获得obj锁，也就是必须写在synchronized(obj){...} 代码段内。# 调用obj.wait()后，线程A就释放了obj的锁，否则线程B无法获得obj锁，也就无法在synchronized(obj){...} 代码段内唤醒A。
# 当obj.wait()方法返回后，线程A需要再次获得obj锁，才能继续执行。
#如果A1,A2,A3都在obj.wait()，则B调用obj.notify()只能唤醒A1,A2,A3中的一个（具体哪一个由JVM决定）。
#obj.notifyAll()则能全部唤醒A1,A2,A3，但是要继续执行obj.wait()的下一条语句，必须获得obj锁，因此，A1,A2,A3只有一个有机会获得锁继续执行，例如A1，其余的需要等待A1释放obj锁之后才能继续执行。
# 当B调用obj.notify/notifyAll的时候，B正持有obj锁，因此，A1,A2,A3虽被唤醒，但是仍无法获得obj锁。直到B退出synchronized块，释放obj锁后，A1,A2,A3中的一个才有机会获得锁继续执行。

谈一下synchronized和wait()、notify()等的关系:

1.有synchronized的地方不一定有wait,notify

2.有wait,notify的地方必有synchronized.这是因为wait和notify不是属于线程类，而是每一个对象都具有的方法，而且，这两个方法都和对象锁有关，有锁的地方，必有synchronized。

另外，注意一点：如果要把notify和wait方法放在一起用的话，必须先调用notify后调用wait，因为如果调用完wait，该线程就已经不是currentthread了。