如何在Java中实现线程间通信_Java wait与notify机制解析

Java中线程间通信最基础方式是wait()、notify()、notifyAll()配合synchronized使用，三者属Object类方法，必须在同步上下文中调用，否则抛IllegalMonitorStateException；wait()释放锁并等待，notify()唤醒一个等待线程，notifyAll()唤醒全部；需用while循环检查条件防虚假唤醒，且须确保监视器对象一致。

Java中线程间通信最基础、最常用的方式之一，就是通过 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法配合 synchronized 块来实现。它们不是Thread类的方法，而是定义在Object类中的，因此所有对象都具备这三个方法——但**必须在同步上下文中调用**，否则会抛出 IllegalMonitorStateException。

wait()、notify() 的基本作用与前提条件

wait() 让当前线程释放锁并进入等待状态，直到被其他线程唤醒；notify() 唤醒一个正在该对象上等待的线程（不保证唤醒哪一个）；notifyAll() 唤醒所有等待线程。

关键前提有三点：

• 调用 wait()/notify()/notifyAll() 的对象，必须是当前线程已获得其 monitor 锁的对象（即必须在 synchronized(obj) 块或 synchronized 方法内）
• wait() 调用后，线程会释放该对象的锁，并进入该对象的“等待队列”（Wait Set）
• 被 notify() 唤醒的线程不会立即执行，而是重新竞争该对象的锁；获得锁后，从 wait() 返回处继续执行

典型场景：生产者-消费者模型

这是 wait/notify 最经典的使用案例。假设一个共享缓冲区（比如 LinkedList），生产者往里加数据，消费者从中取数据。当缓冲区满时，生产者需等待；空时，消费者需等待。

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示例核心逻辑：

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synchronized (buffer) {
    while (buffer.size() == MAX_SIZE) {
        buffer.wait(); // 生产者等待
    }
    buffer.add(item);
    buffer.notifyAll(); // 唤醒可能等待的消费者
}

注意这里用 while 而非 if ——因为存在“虚假唤醒”（spurious wakeup）可能，也防止多个线程被唤醒后因条件已变而错误执行。

wait() 与 sleep() 的本质区别

很多人混淆 wait() 和 Thread.sleep()，它们完全不同：

• wait() 属于对象级别，释放锁，依赖其他线程 notify，必须在 synchronized 中调用
• sleep() 属于线程级别，不释放任何锁，只让当前线程暂停指定毫秒数，可被 interrupt 中断
• sleep() 是静态方法（Thread.sleep），wait() 是实例方法（obj.wait）

常见陷阱与最佳实践

实际开发中容易踩坑，务必注意：

• 永远在循环中检查等待条件（使用 while，不是 if）
• notify() 只唤醒一个线程，若多个消费者/生产者逻辑不对称，易导致死锁或饥饿，优先考虑 notifyAll()
• 不要在字符串常量或全局共享对象（如 "".getClass()）上调用 wait/notify，因其生命周期和锁竞争不可控
• 确保 wait/notify 使用的是同一个对象引用（即“监视器对象”要一致）
• 避免在构造函数、静态初始化块等尚未完全构建完成的地方启动线程并操作 wait/notify

虽然现代 Java 更推荐使用 java.util.concurrent 包中的高级工具（如 BlockingQueue、Condition、Semaphore），但理解 wait/notify 是掌握并发底层逻辑的关键一步。它不复杂，但细节决定成败。

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