一、wait()、notify()、notifyAll()等方法介绍

在Object.java中，定义了wait(), notify()和notifyAll()等接口。wait()的作用是让当前 线程 进入等待状态，同时，wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。而notify()和notifyAll()的作用，则是唤醒当前对象上的等待线程；notify()是唤醒单个线程，而notifyAll()是唤醒所有的线程。

Object类中关于等待/唤醒的API详细信息如下：

notify() — 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。

notifyAll() — 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

wait() — 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

wait(long timeout) — 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

wait(long timeout, int nanos) — 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

二、wait()和notify()示例

下面通过示例演示”wait()和notify()配合使用的情形”。

package com. demo .Thread;
public class ThreadA extends Thread{
 
 public ThreadA(String name){
 super(name);
 }
 
 public void run(){
  synchronized (this){
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call notify()");
 // 唤醒当前的wait线程
 notify();
 }
 }
}

package com.demo.Thread;
public class WaitTest {
 
 public static void main(String[] args){
 
 ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
 
 synchronized(t1){
 try{
 // 启动“线程t1”
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start t1");
 t1.start();
 
 // 主线程等待t1通过notify()唤醒。
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wait()");
 t1.wait();
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" continue");
 }catch(InterruptedException e){
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }
}

运行结果：

main start t1
main wait()
t1 call notify()
main continue

结果说明：

如下图，说明了“主线程”和“线程t1”的流程。

(01) 注意，图中”主线程” 代表“主线程main”。”线程t1″ 代表WaitTest中启动的“线程t1”。 而“锁” 代表“t1这个对象的同步锁”。

(02) “主线程”通过 new ThreadA(“t1”) 新建“线程t1”。随后通过synchronized(t1)获取“t1对象的同步锁”。然后调用t1.start()启动“线程t1”。

(03) “主线程”执行t1.wait() 释放“t1对象的锁”并且进入“等待(阻塞)状态”。等待t1对象上的线程通过notify() 或 notifyAll()将其唤醒。

(04) “线程t1”运行之后，通过synchronized(this)获取“当前对象的锁”；接着调用notify()唤醒“当前对象上的等待线程”，也就是唤醒“主线程”。

(05) “线程t1”运行完毕之后，释放“当前对象的锁”。紧接着，“主线程”获取“t1对象的锁”，然后接着运行。

三、wait(long timeout)和notify()

wait(long timeout)会让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

下面的示例就是演示wait(long timeout)在超时情况下，线程被唤醒的情况。

package com.demo;
public class ThreadB extends Thread{
 
 public ThreadB(String name){
 super(name);
 }
 
 public void run(){
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" run ");
 // 死循环，不断运行。
 while(true);
 }
}

package com.demo;
public class WaitTimeoutTest {
 public static void main(String[] args){
 ThreadB t1 = new ThreadB("t1");
 
 synchronized(t1){
 try{
 // 启动“线程t1”
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start t1");
 t1.start();
 
 // 主线程等待t1通过notify()唤醒 或 notifyAll()唤醒，或超过3000ms延时；然后才被唤醒。
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " call wait ");
 t1.wait(3000);
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");
 }catch(InterruptedException e){
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }
}

运行结果：

main start t1
main call wait 
t1 run // 大约3秒之后...输出“main continue”
main continue

结果说明：

如下图，说明了“主线程”和“线程t1”的流程。

(01) 注意，图中”主线程” 代表WaitTimeoutTest主线程(即，线程main)。”线程t1″ 代表WaitTest中启动的线程t1。 而“锁” 代表“t1这个对象的同步锁”。

(02) 主线程main执行t1.start()启动“线程t1”。

(03) 主线程main执行t1.wait(3000)，此时，主线程进入“阻塞状态”。需要“用于t1对象锁的线程通过notify() 或者 notifyAll()将其唤醒” 或者 “超时3000ms之后”，主线程main才进入到“就绪状态”，然后才可以运行。

(04) “线程t1”运行之后，进入了死循环，一直不断的运行。

(05) 超时3000ms之后，主线程main会进入到“就绪状态”，然后接着进入“运行状态”。

四、wait() 和 notifyAll()

通过前面的示例，我们知道 notify() 可以唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。

下面，我们通过示例演示notifyAll()的用法；它的作用是唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

package com.demo;
public class NotifyAllTest {
 
 private static Object obj = new Object();
 public static void main(String[] args){
 ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
 ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
 ThreadA  t3  = new ThreadA("t3");
 
 t1.start();
 t2.start();
 t3.start();
 
 try{
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" sleep(3000)");
 Thread.sleep(3000);
 }catch(InterruptedException e){
 e.printStackTrace();
 }
 
 synchronized(obj){
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" notifyAll()");
 obj.notifyAll();
 }
 }
 
 static class ThreadA extends Thread{
 
 public ThreadA(String name){
 super(name);
 }
 
 public void run(){
 synchronized (obj) {
 try {
 // 打印输出结果
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wait");
 // 阻塞当前的wait线程
 obj.wait();
 // 打印输出结果
 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");
 } catch (InterruptedException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }
 }
}

运行结果：

t1 wait
main sleep(3000)
t3 wait
t2 wait
main notifyAll()
t2 continue
t3 continue
t1 continue

结果说明：

参考下面的流程图。

(01) 主线程中新建并且启动了3个线程”t1″, “t2″和”t3″。

(02) 主线程通过sleep(3000)休眠3秒。在主线程休眠3秒的过程中，我们假设”t1”, “t2″和”t3″这3个线程都运行了。以”t1″为例，当它运行的时候，它会执行obj.wait()等待其它线程通过notify()或者notifyAll()来唤醒它；相同的道理，”t2″和”t3″也会等待其它线程通过nofity()或notifyAll()来唤醒它们。

(03) 主线程休眠3秒之后，接着运行。执行 obj.notifyAll() 唤醒obj上的等待线程，即唤醒”t1”, “t2″和”t3″这3个线程。 紧接着，主线程的synchronized(obj)运行完毕之后，主线程释放“obj锁”。这样，”t1”, “t2″和”t3″就可以获取“obj锁”而继续运行了！

五、为什么notify(), wait()等函数定义在Object中，而不是Thread中

Object中的wait(), notify()等函数，和synchronized一样，会对“对象的同步锁”进行操作。

wait()会使“当前线程”等待，因为线程进入等待状态，所以线程应该释放它锁持有的“同步锁”，否则其它线程获取不到该“同步锁”而无法运行！

OK，线程调用wait()之后，会释放它锁持有的“同步锁”；而且，根据前面的介绍，我们知道：等待线程可以被notify()或notifyAll()唤醒。现在，请思考一个问题：notify()是依据什么唤醒等待线程的？或者说，wait()等待线程和notify()之间是通过什么关联起来的？答案是：依据“对象的同步锁”。

负责唤醒等待线程的那个线程(我们称为“ 唤醒线程 ”)，它只有在获取“该对象的同步锁”( 这里的同步锁必须和等待线程的同步锁是同一个 )，并且调用notify()或notifyAll()方法之后，才能唤醒等待线程。虽然，等待线程被唤醒；但是，它不能立刻执行，因为唤醒线程还持有“该对象的同步锁”。必须等到唤醒线程释放了“对象的同步锁”之后，等待线程才能获取到“对象的同步锁”进而继续运行。

总之，notify(), wait()依赖于“同步锁”，而“同步锁”是对象锁持有，并且每个对象有且仅有一个！这就是为什么notify(), wait()等函数定义在Object类，而不是Thread类中的原因。