https://www.cnblogs.com/moongeek/p/7631447.html
https://blog.51cto.com/12304309/2138845
1、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，无法被重写。
2、wait()使当前线程阻塞，前提是 必须先获得锁，一般配合synchronized 关键字使用，即，一般在synchronized 同步代码块里使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。
3、 由于 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行，说明当前线程一定是获取了锁的。
当线程执行wait()方法时候，会释放当前的锁，然后让出CPU，进入等待状态。
只有当 notify/notifyAll() 被执行时候，才会唤醒一个或多个正处于等待状态的线程，然后继续往下执行，直到执行完synchronized 代码块的代码或是中途遇到wait() ，再次释放锁。
也就是说，notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程，而不会立即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以在编程中，尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区，以唤醒其他线程
4、wait() 需要被try catch包围，中断也可以使wait等待的线程唤醒。
5、notify 和wait 的顺序不能错，如果A线程先执行notify方法，B线程在执行wait方法，那么B线程是无法被唤醒的。
6、notify 和 notifyAll的区别
notify方法只唤醒一个等待（对象的）线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对象，这个方法只会唤醒其中一个线程，选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。notifyAll 会唤醒所有等待(对象的)线程，尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒，推荐使用notifyAll 方法。比如在生产者-消费者里面的使用，每次都需要唤醒所有的消费者或是生产者，以判断程序是否可以继续往下执行。
7、在多线程中要测试某个条件的变化，使用if 还是while？
要注意，notify唤醒沉睡的线程后，线程会接着上次的执行继续往下执行。所以在进行条件判断时候，可以先把 wait 语句忽略不计来进行考虑，显然，要确保程序一定要执行，并且要保证程序直到满足一定的条件再执行，要使用while来执行，以确保条件满足和一定执行。如下代码：
1 public class K {
2 //状态锁
3 private Object lock;
4 //条件变量
5 private int now,need;
6 public void produce(int num){
7 //同步
8 synchronized (lock){
9 //当前有的不满足需要，进行等待
10 while(now < need){
11 try {
12 //等待阻塞
13 wait();
14 } catch (InterruptedException e) {
15 e.printStackTrace();
16 }
17 System.out.println("我被唤醒了！");
18 }
19 // 做其他的事情
20 }
21 }
22 }
23
显然，只有当前值满足需要值的时候，线程才可以往下执行，所以，必须使用while 循环阻塞。注意，wait() 当被唤醒时候，只是让while循环继续往下走.如果此处用if的话，意味着if继续往下走，会跳出if语句块。但是，notifyAll 只是负责唤醒线程，并不保证条件云云，所以需要手动来保证程序的逻辑。
8、实现生产者和消费者问题
什么是生产者-消费者问题呢？
如上图，假设有一个公共的容量有限的池子，有两种人，一种是生产者，另一种是消费者。需要满足如下条件：
1、生产者产生资源往池子里添加，前提是池子没有满，如果池子满了，则生产者暂停生产，直到自己的生成能放下池子。
2、消费者消耗池子里的资源，前提是池子的资源不为空，否则消费者暂停消耗，进入等待直到池子里有资源数满足自己的需求。
- 仓库类
1 import java.util.LinkedList;
2
3 /**
4 * 生产者和消费者的问题
5 * wait、notify/notifyAll() 实现
6 */
7 public class Storage1 implements AbstractStorage {
8 //仓库最大容量
9 private final int MAX_SIZE = 100;
10 //仓库存储的载体
11 private LinkedList list = new LinkedList();
12
13 //生产产品
14 public void produce(int num){
15 //同步
16 synchronized (list){
17 //仓库剩余的容量不足以存放即将要生产的数量，暂停生产
18 while(list.size()+num > MAX_SIZE){
19 System.out.println("【要生产的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
20 + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!");
21
22 try {
23 //条件不满足，生产阻塞
24 list.wait();
25 } catch (InterruptedException e) {
26 e.printStackTrace();
27 }
28 }
29
30 for(int i=0;i<num;i++){
31 list.add(new Object());
32 }
33
34 System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size());
35
36 list.notifyAll();
37 }
38 }
39
40 //消费产品
41 public void consume(int num){
42 synchronized (list){
43
44 //不满足消费条件
45 while(num > list.size()){
46 System.out.println("【要消费的产品数量】:" + num + "\t【库存量】:"
47 + list.size() + "\t暂时不能执行生产任务!");
48
49 try {
50 list.wait();
51 } catch (InterruptedException e) {
52 e.printStackTrace();
53 }
54 }
55
56 //消费条件满足，开始消费
57 for(int i=0;i<num;i++){
58 list.remove();
59 }
60
61 System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "\t【现仓储量为】:" + list.size());
62
63 list.notifyAll();
64 }
65 }
66 }
- 抽象仓库类
1 public interface AbstractStorage {
2 void consume(int num);
3 void produce(int num);
4 }
- 生产者
1 public class Producer extends Thread{
2 //每次生产的数量
3 private int num ;
4
5 //所属的仓库
6 public AbstractStorage abstractStorage;
7
8 public Producer(AbstractStorage abstractStorage){
9 this.abstractStorage = abstractStorage;
10 }
11
12 public void setNum(int num){
13 this.num = num;
14 }
15
16 // 线程run函数
17 @Override
18 public void run()
19 {
20 produce(num);
21 }
22
23 // 调用仓库Storage的生产函数
24 public void produce(int num)
25 {
26 abstractStorage.produce(num);
27 }
28 }
- 消费者
1 public class Consumer extends Thread{
2 // 每次消费的产品数量
3 private int num;
4
5 // 所在放置的仓库
6 private AbstractStorage abstractStorage1;
7
8 // 构造函数，设置仓库
9 public Consumer(AbstractStorage abstractStorage1)
10 {
11 this.abstractStorage1 = abstractStorage1;
12 }
13
14 // 线程run函数
15 public void run()
16 {
17 consume(num);
18 }
19
20 // 调用仓库Storage的生产函数
21 public void consume(int num)
22 {
23 abstractStorage1.consume(num);
24 }
25
26 public void setNum(int num){
27 this.num = num;
28 }
29 }
- 测试
1 public class Test{
2 public static void main(String[] args) {
3 // 仓库对象
4 AbstractStorage abstractStorage = new Storage1();
5
6 // 生产者对象
7 Producer p1 = new Producer(abstractStorage);
8 Producer p2 = new Producer(abstractStorage);
9 Producer p3 = new Producer(abstractStorage);
10 Producer p4 = new Producer(abstractStorage);
11 Producer p5 = new Producer(abstractStorage);
12 Producer p6 = new Producer(abstractStorage);
13 Producer p7 = new Producer(abstractStorage);
14
15 // 消费者对象
16 Consumer c1 = new Consumer(abstractStorage);
17 Consumer c2 = new Consumer(abstractStorage);
18 Consumer c3 = new Consumer(abstractStorage);
19
20 // 设置生产者产品生产数量
21 p1.setNum(10);
22 p2.setNum(10);
23 p3.setNum(10);
24 p4.setNum(10);
25 p5.setNum(10);
26 p6.setNum(10);
27 p7.setNum(80);
28
29 // 设置消费者产品消费数量
30 c1.setNum(50);
31 c2.setNum(20);
32 c3.setNum(30);
33
34 // 线程开始执行
35 c1.start();
36 c2.start();
37 c3.start();
38
39 p1.start();
40 p2.start();
41 p3.start();
42 p4.start();
43 p5.start();
44 p6.start();
45 p7.start();
46 }
47 }
- 输出
【要消费的产品数量】:50 【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:20 【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:30 【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10 【现仓储量为】:10 【要消费的产品数量】:30 【库存量】:10 暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:20 【库存量】:10 暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:50 【库存量】:10 暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10 【现仓储量为】:20 【已经生产产品数】:10 【现仓储量为】:30 【要消费的产品数量】:50 【库存量】:30 暂时不能执行生产任务! 【已经消费产品数】:20 【现仓储量为】:10 【要消费的产品数量】:30 【库存量】:10 暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10 【现仓储量为】:20 【要消费的产品数量】:50 【库存量】:20 暂时不能执行生产任务! 【要消费的产品数量】:30 【库存量】:20 暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10 【现仓储量为】:30 【已经消费产品数】:30 【现仓储量为】:0 【要消费的产品数量】:50 【库存量】:0 暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:10 【现仓储量为】:10 【要消费的产品数量】:50 【库存量】:10 暂时不能执行生产任务! 【已经生产产品数】:80 【现仓储量为】:90 【已经消费产品数】:50 【现仓储量为】:40
我自己总结的Java学习的系统知识点以及面试问题，目前已经开源，会一直完善下去，欢迎建议和指导欢迎Star： https://github.com/Snailclimb/Java-Guide
本节思维导图：
一 等待/通知机制介绍
1.1 不使用等待/通知机制
当两个线程之间存在生产和消费者关系，也就是说第一个线程（生产者）做相应的操作然后第二个线程（消费者）感知到了变化又进行相应的操作。比如像下面的whie语句一样，假设这个value值就是第一个线程操作的结果，doSomething()是第二个线程要做的事，当满足条件value=desire后才执行doSomething()。
但是这里有个问题就是：第二个语句不停过通过轮询机制来检测判断条件是否成立。如果轮询时间的间隔太小会浪费CPU资源，轮询时间的间隔太大，就可能取不到自己想要的数据。所以这里就需要我们今天讲到的等待/通知（wait/notify）机制来解决这两个矛盾。
while(value=desire){
doSomething();
}
1.2 什么是等待/通知机制？
通俗来讲：
等待/通知机制在我们生活中比比皆是，一个形象的例子就是厨师和服务员之间就存在等待/通知机制。
- 厨师做完一道菜的时间是不确定的，所以菜到服务员手中的时间是不确定的；
- 服务员就需要去“等待（wait）”；
- 厨师把菜做完之后，按一下铃，这里的按铃就是“通知（nofity）”；
- 服务员听到铃声之后就知道菜做好了，他可以去端菜了。
用专业术语讲：
等待/通知机制，是指一个线程A调用了对象O的wait()方法进入等待状态，而另一个线程B调用了对象O的notify()/notifyAll()方法，线程A收到通知后退出等待队列，进入可运行状态，进而执行后续操作。上诉两个线程通过对象O来完成交互，而对象上的wait()方法和notify()/notifyAll()方法的关系就如同开关信号一样，用来完成等待方和通知方之间的交互工作。
1.3 等待/通知机制的相关方法
| 方法名称 | 描述 |
|---|---|
| notify() | 随机唤醒等待队列中等待同一共享资源的 “一个线程”，并使该线程退出等待队列，进入可运行状态，也就是notify()方法仅通知“一个线程” |
| notifyAll() | 使所有正在等待队列中等待同一共享资源的 “全部线程” 退出等待队列，进入可运行状态。此时，优先级最高的那个线程最先执行，但也有可能是随机执行，这取决于JVM虚拟机的实现 |
| wait() | 使调用该方法的线程释放共享资源锁，然后从运行状态退出，进入等待队列，直到被再次唤醒 |
| wait(long) | 超时等待一段时间，这里的参数时间是毫秒，也就是等待长达n毫秒，如果没有通知就超时返回 |
| wait(long，int) | 对于超时时间更细力度的控制，可以达到纳秒 |
二 等待/通知机制的实现
2.1 我的第一个等待/通知机制程序
MyList.java
public class MyList {
private static List<String> list = new ArrayList<String>();
public static void add() {
list.add("anyString");
}
public static int size() {
return list.size();
}
}
ThreadA.java
public class ThreadA extends Thread {
private Object lock;
public ThreadA(Object lock) {
super();
this.lock = lock;
}
@Override
public void run() {
try {
synchronized (lock) {
if (MyList.size() != 5) {
System.out.println("wait begin "
+ System.currentTimeMillis());
lock.wait();
System.out.println("wait end "
+ System.currentTimeMillis());
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
ThreadB.java
public class ThreadB extends Thread {
private Object lock;
public ThreadB(Object lock) {
super();
this.lock = lock;
}
@Override
public void run() {
try {
synchronized (lock) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
MyList.add();
if (MyList.size() == 5) {
lock.notify();
System.out.println("已发出通知！");
}
System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
Thread.sleep(1000);
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Run.java
public class Run {
public static void main(String[] args) {
try {
Object lock = new Object();
ThreadA a = new ThreadA(lock);
a.start();
Thread.sleep(50);
ThreadB b = new ThreadB(lock);
b.start();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
运行结果：
从运行结果:"wait end 1521967322359"最后输出可以看出，<font color="red">notify()执行后并不会立即释放锁。</font>下面我们会补充介绍这个知识点。
synchronized关键字可以将任何一个Object对象作为同步对象来看待，而Java为每个Object都实现了等待/通知（wait/notify）机制的相关方法，它们必须用在synchronized关键字同步的Object的临界区内。通过调用wait()方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态，同时释放被同步对象的锁。而notify()方法可以唤醒一个因调用wait操作而处于阻塞状态中的线程，使其进入就绪状态。被重新唤醒的线程会视图重新获得临界区的控制权也就是锁，并继续执行wait方法之后的代码。如果发出notify操作时没有处于阻塞状态中的线程，那么该命令会被忽略。
如果我们这里不通过等待/通知（wait/notify）机制实现，而是使用如下的while循环实现的话，我们上面也讲过会有很大的弊端。
while(MyList.size() == 5){
doSomething();
}
2.2线程的基本状态
上面几章的学习中我们已经掌握了与线程有关的大部分API，这些API可以改变线程对象的状态。如下图所示：
- 新建(new)：新创建了一个线程对象。
- 可运行(runnable)：线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获 取cpu的使用权。
- 运行(running)：可运行状态(runnable)的线程获得了cpu时间片（timeslice），执行程序代码。
-
阻塞(block)：阻塞状态是指线程因为某种原因放弃了cpu使用权，也即让出了cpu timeslice，暂时停止运行。直到线程进入可运行(runnable)状态，才有 机会再次获得cpu timeslice转到运行(running)状态。阻塞的情况分三种：
(一). 等待阻塞：运行(running)的线程执行o.wait()方法，JVM会把该线程放 入等待队列(waitting queue)中。
(二). **同步阻塞**：运行(running)的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁 被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池(lock pool)中。
(三). **其他阻塞**: 运行(running)的线程执行Thread.sleep(long ms)或t.join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入可运行(runnable)状态。
- 死亡(dead)：线程run()、main()方法执行结束，或者因异常退出了run()方法，则该线程结束生命周期。死亡的线程不可再次复生。
备注：
可以用早起坐地铁来比喻这个过程：
还没起床：sleeping
起床收拾好了，随时可以坐地铁出发：Runnable
等地铁来：Waiting
地铁来了，但要排队上地铁：I/O阻塞
上了地铁，发现暂时没座位：synchronized阻塞
地铁上找到座位：Running
到达目的地：Dead
2.3 notify()锁不释放
<font color="red">当方法wait()被执行后，锁自动被释放，但执行完notify()方法后，锁不会自动释放。必须执行完notify()方法所在的synchronized代码块后才释放。</font>
下面我们通过代码验证一下：
（完整代码：https://github.com/Snailclimb/threadDemo/tree/master/src/wait\_notifyHoldLock）
<font size="2">带wait方法的synchronized代码块</font>
synchronized (lock) {
System.out.println("begin wait() ThreadName="
+ Thread.currentThread().getName());
lock.wait();
System.out.println(" end wait() ThreadName="
+ Thread.currentThread().getName());
}
<font size="2">带notify方法的synchronized代码块</font>
synchronized (lock) {
System.out.println("begin notify() ThreadName="
+ Thread.currentThread().getName() + " time="
+ System.currentTimeMillis());
lock.notify();
Thread.sleep(5000);
System.out.println(" end notify() ThreadName="
+ Thread.currentThread().getName() + " time="
+ System.currentTimeMillis());
}
如果有三个同一个对象实例的线程a,b,c,a线程执行带wait方法的synchronized代码块然后bb线程执行带notify方法的synchronized代码块紧接着c执行带notify方法的synchronized代码块。
<font size="2">运行效果如下：</font>
<font color="red">这也验证了我们刚开始的结论：必须执行完notify()方法所在的synchronized代码块后才释放。</font>
2.4 当interrupt方法遇到wait方法
<font color="red">当线程呈wait状态时，对线程对象调用interrupt方法会出现InterrupedException异常。</font>
<font size="2">Service.java</font>
public class Service {
public void testMethod(Object lock) {
try {
synchronized (lock) {
System.out.println("begin wait()");
lock.wait();
System.out.println(" end wait()");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("出现异常了，因为呈wait状态的线程被interrupt了！");
}
}
}
<font size="2">ThreadA.java</font>
public class ThreadA extends Thread {
private Object lock;
public ThreadA(Object lock) {
super();
this.lock = lock;
}
@Override
public void run() {
Service service = new Service();
service.testMethod(lock);
}
}
<font size="2">Test.java</font>
public class Test {
public static void main(String[] args) {
try {
Object lock = new Object();
ThreadA a = new ThreadA(lock);
a.start();
Thread.sleep(5000);
a.interrupt();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
<font size="2">运行结果：</font>
参考：
《Java多线程编程核心技术》
《Java并发编程的艺术》