在 破坏占用且等待条件 的时候，如果转出账本和转入账本不满足同时在文件架上这个条件，就用死循环的方式来循环等待，核心代码如下：
// 一次性申请转出账户和转入账户，直到成功
while(!actr.apply(this, target)); 如果 apply() 操作耗时非常短，而且并发冲突量也不大时，这个方案还挺不错的，因为这种场景下，循环上几次或者几十次就能一次性获取转出账户和转入账户了。但是如果 apply() 操作耗时长，或者并发冲突量大的时候，循环等待这种方案就不适用了，因为在这种场景下，可能要循环上万次才能获取到锁，太消耗 CPU 了。
其实在这种场景下，最好的方案应该是：如果 线程 要求的条件（转出账本和转入账本同在文件架上）不满足，则线程阻塞自己，进入 等待 状态；当线程要求的条件（转出账本和转入账本同在文件架上）满足后， 通知 等待的线程重新执行。其中，使用线程阻塞的方式就能避免循环等待消耗 CPU 的问题。
那 java 语言是否支持这种 等待 – 通知机制 呢？
答案是：一定支持（毕竟占据排行榜第一那么久）。下面我们就来看看 Java 语言是如何支持 等待 – 通知机制 的。
完美的就医流程
在介绍 Java 语言如何支持等待 – 通知机制之前，我们先看一个现实世界里面的就医流程，因为它有着完善的等待 – 通知机制，所以对比就医流程，我们就能更好地理解和应用并发编程中的等待 – 通知机制。
就医流程基本上是这样：
- 患者先去挂号，然后到就诊门口分诊，等待叫号；
- 当叫到自己的号时，患者就可以找大夫就诊了；
- 就诊过程中，大夫可能会让患者去做检查，同时叫下一位患者；
- 当患者做完检查后，拿检测报告重新分诊，等待叫号；
- 当大夫再次叫到自己的号时，患者再去找大夫就诊。
或许你已经发现了，这个有着完美等待 – 通知机制的就医流程，不仅能够保证同一时刻大夫只为一个患者服务，而且还能够保证大夫和患者的效率。与此同时你可能也会有疑问，“这个就医流程很复杂呀，我们前面描述的等待 – 通知机制相较而言是不是太简单了？”那这个复杂度是否是必须的呢？这个是必须的，我们不能忽视等待 – 通知机制中的一些细节。
下面我们来对比看一下前面都忽视了哪些细节。
- 患者到就诊门口分诊，类似于线程要去获取互斥锁；当患者被叫到时，类似线程已经获取到锁了。
- 大夫让患者去做检查（缺乏检测报告不能诊断病因），类似于线程要求的条件没有满足。
- 患者去做检查，类似于线程进入等待状态；然后 大夫叫下一个患者，这个步骤我们在前面的等待 – 通知机制中忽视了，这个步骤对应到程序里，本质是线程释放持有的互斥锁。
- 患者做完检查，类似于线程要求的条件已经满足； 患者拿检测报告重新分诊，类似于线程需要重新获取互斥锁，这个步骤我们在前面的等待 – 通知机制中也忽视了。
所以加上这些至关重要的细节，综合一下，就可以得出 一个完整的等待 – 通知机制：线程首先获取互斥锁，当线程要求的条件不满足时，释放互斥锁，进入等待状态；当要求的条件满足时，通知等待的线程，重新获取互斥锁。
用 synchronized 实现等待 – 通知机制
在 Java 语言里，等待 – 通知机制可以有多种实现方式，比如 Java 语言内置的 synchronized 配合 wait()、notify()、notifyAll() 这三个方法就能轻松实现。
如何用 synchronized 实现互斥锁，你应该已经很熟悉了。在下面这个图里，左边有一个等待队列，同一时刻，只允许一个线程进入 synchronized 保护的临界区（这个临界区可以看作大夫的诊室），当有一个线程进入临界区后，其他线程就只能进入图中左边的等待队列里等待（相当于患者分诊等待）。 这个等待队列和互斥锁是一对一的关系，每个互斥锁都有自己独立的等待队列。
wait() 操作工作原理图
在并发程序中，当一个线程进入临界区后，由于某些条件不满足，需要进入等待状态， Java 对象的 wait() 方法就能够满足这种需求。如上图所示，当调用 wait() 方法后，当前线程就会被阻塞，并且进入到右边的等待队列中， 这个等待队列也是互斥锁的等待队列。 线程在进入等待队列的同时， 会释放持有的互斥锁 ，线程释放锁后，其他线程就有机会获得锁，并进入 临界区 了。
那线程要求的条件满足时，该怎么通知这个等待的线程呢？很简单，就是 Java 对象的 notify() 和 notifyAll() 方法。我在下面这个图里为你大致描述了这个过程，当条件满足时调用 notify()，会通知等待队列（ 互斥锁的等待队列 ）中的线程，告诉它 条件曾经满足过。
notify() 操作工作原理图
为什么说是曾经满足过呢？因为 notify() 只能保证在通知时间点，条件是满足的。 而被通知线程的 执行时间点和通知的时间点 基本上不会重合，所以当线程执行的时候，很可能条件已经不满足了（保不齐有其他线程插队）。这一点你需要格外注意。
上面我们一直强调 wait() 、 notify() 、 notifyAll() 方法操作的等待队列是互斥锁的等待队列，所以如果 synchronized 锁定的是 this，那么对应的一定是 this.wait() 、 this.notify() 、 this.notifyAll() ；如果 synchronized 锁定的是 target，那么对应的一定是 target.wait() 、 target.notify() 、 target.notifyAll() 。而且 wait() 、 notify() 、 notifyAll() 这三个方法能够被调用的前提是已经获取了相应的互斥锁，所以我们会发现 wait() 、 notify() 、 notifyAll() 都是在 synchronized{} 内部被调用的。如果在 synchronized{} 外部调用，或者锁定的 this，而用 target.wait() 调用的话， JVM 会抛出一个运行时异常： java.lang.IllegalMonitor State Exception 。
小试牛刀：一个更好地资源分配器
等待 – 通知机制的基本原理搞清楚后，我们就来看看它如何解决一次性申请转出账户和转入账户的问题吧。在这个等待 – 通知机制中，我们需要考虑以下四个要素。
- 互斥锁：上一篇文章我们提到 Allocator 需要是单例的，所以我们可以用 this 作为互斥锁。
- 线程要求的条件：转出账户和转入账户都没有被分配过。
- 何时等待：线程要求的条件不满足就等待。
- 何时通知：当有线程释放账户时就通知。
将上面几个问题考虑清楚，可以快速完成下面的代码。需要注意的是我们使用了：
while(条件不满足) {
wait();
} 利用这种范式可以解决上面提到的 条件曾经满足过 这个问题。因为当 wait() 返回时，有可能条件已经发生变化了，曾经条件满足，但是现在已经不满足了，所以要重新检验条件是否满足。范式，意味着是经典做法，所以没有特殊理由不要尝试换个写法。后面在介绍“ 管程 ”的时候，我会详细介绍这个经典做法的前世今生。
class Allocator {
private List<Object> als;
// 一次性申请所有资源
synchronized void apply(Object from, Object to){
// 经典写法
while(als.contains(from) || als.contains(to)){
try{
wait();
}catch(Exception e){
}
}
als.add(from);
als.add(to);
}
// 归还资源
synchronized void free(Object from, Object to){
als.remove(from);
als.remove(to);
notifyAll();
}
} 尽量使用 notifyAll()
在上面的代码中，我用的是 notifyAll() 来实现通知机制，为什么不使用 notify() 呢？这二者是有区别的， notify() 是会随机地通知等待队列中的一个线程，而 notifyAll() 会通知等待队列中的所有线程。 从感觉上来讲，应该是 notify() 更好一些，因为即便通知所有线程，也只有一个线程能够进入临界区。但那所谓的感觉往往都蕴藏着风险，实际上使用 notify() 也很有风险，它的风险在于可能导致某些线程永远不会被通知到。
假设我们有资源 A、B、C、D，线程 1 申请到了 AB，线程 2 申请到了 CD，此时线程 3 申请 AB，会进入等待队列（AB 分配给线程 1，线程 3 要求的条件不满足），线程 4 申请 CD 也会进入等待队列。我们再假设之后线程 1 归还了资源 AB，如果使用 notify() 来通知等待队列中的线程，有可能被通知的是线程 4，但线程 4 申请的是 CD，所以此时线程 4 还是会继续等待，而真正该唤醒的线程 3 就再也没有机会被唤醒了。
所以除非经过深思熟虑，否则尽量使用 notifyAll()。
总结
等待 – 通知机制是一种非常普遍的线程间协作的方式。工作中经常看到有同学使用 轮询 的方式来等待某个状态，其实很多情况下都可以用今天我们介绍的等待 – 通知机制来优化。Java 语言内置的 synchronized 配合 wait()、notify()、notifyAll() 这三个方法可以快速实现这种机制，但是它们的使用看上去还是有点复杂，所以你需要认真理解等待队列和 wait()、notify()、notifyAll() 的关系。最好用现实世界做个类比，这样有助于你的理解。
