等待通知机制

等待通知机制是一种并发编程模型。考虑这样一个问题：假设我们有一些生产者线程和消费者线程，生产者线程生产出来数据后，消费者线程如何得知有数据，可以消费了呢？最朴素的办法是使用轮询，但轮询难以保证及时性，而且还会消耗更多的处理器资源。等待通知机制就能代替轮询解决这个问题。

等待通知相关API

使用等待通知机制，我们需要一个对象作为锁，多个线程会持有同一个对象锁，等待函数和通知函数都实现在这个锁上。

wait()：作用于锁对象，调用wait()后，当前线程进入等待状态（其实是进入一个等待队列）
wait(long)：作用于锁对象，给等待设置一个最长时间，如果这段时间过去后当前线程还是没有唤醒，就自动唤醒
notify()：作用于锁对象，对持有该锁的线程发出通知，解除等待状态，如果有多个线程处于等待状态，就随机通知一个
notifyAll()：作用于锁对象，对全部持有该锁的发出解除等待通知，谁先运行受优先级影响，但是最终还是要看JVM实现

等待通知代码例子

下面例子中我们实现了子线程等待通知机制。

MyThread.java

package com.gacfox.demo;

public class MyThread implements Runnable {
    private final Object lock;

    public MyThread(Object lock) {
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("before");
        try {
            synchronized (lock) {
                lock.wait();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("after");
    }
}

上面代码中定义了一个线程类，锁对象通过构造函数传入。这里要注意，wait()函数位于同步块内，也就是说等待操作必须同步执行，否则会抛出IllegalMonitorStateException的运行时异常。wait()执行完成后，锁会自动释放。

Main.java

package com.gacfox.demo;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final Object lock = new Object();
        MyThread myThread = new MyThread(lock);

        new Thread(myThread).start();
        new Thread(myThread).start();

        Thread.sleep(3000);

        synchronized (lock) {
            lock.notifyAll();
        }
        Thread.sleep(3000);

        synchronized (lock) {
            lock.notify();
        }
    }
}

主线程中，我们创建了两个同样的线程并同时启动，3秒后，使用notifyAll()通知所有线程解除等待状态，notify系列函数也必须位于同步块内。又过3秒后，虽然再次调用了notify()，不过由于已经没有线程等待了，所以没什么效果，这也说明多次调用notify()并不会引发异常。

这里要注意，执行notify()后，锁不会自动释放，必须执行完notify()同步块内所有代码后，才会释放。这是十分合理的，否则如果wait()不释放锁却让线程苦苦等待，锁就一直得不到释放。

此外，实际开发中要避免这样一种问题：notify()调用比wait()早，后调用的wait()可能永远也不会唤醒，这是程序BUG，应该仔细考虑，避免这种情况。

当wait遇到interrupt

前面我们介绍过，线程调用sleep()睡眠时被interrupt会抛出InterruptedException；wait()过程中也是一样的，该线程会立即抛出InterruptedException。

作者：Gacfox