Java并发编程中的线程间通信与共享资源

wait/notify 必须在 synchronized 块中调用，否则抛 IllegalMonitorStateException；唤醒需同锁下 notifyAll() 更安全；wait 前须用 while 检查条件防虚假唤醒；volatile 不保证原子性，复合操作仍需同步；ConcurrentHashMap 迭代器弱一致；ReentrantLock 的 Condition 支持多等待队列。

wait/notify 必须在 synchronized 块中调用

直接调用 wait() 或 notify() 会抛出 IllegalMonitorStateException，因为 JVM 要求当前线程必须持有对象的监视器锁。这不是可选约定，而是强制语义。

• 必须用 synchronized(obj) { obj.wait(); }，不能只写 obj.wait();
• 唤醒方也必须在同一个锁保护下调用 notify() 或 notifyAll()
• 推荐始终使用 notifyAll()：多个等待线程共用同一条件时，notify() 可能唤醒错误线程导致假死
• wait 前必须用 while 循环检查条件，不能用 if：防止虚假唤醒（spurious wakeup）

synchronized (lock) {
    while (!ready) {
        lock.wait();
    }
    // 处理就绪逻辑
}

volatile 无法替代 synchronized 实现原子写-读组合

volatile 只保证可见性和禁止重排序，不提供原子性。对复合操作（如 count++）无效，仍需同步机制。

• volatile boolean flag 适合做状态开关（如停止信号），但不能用于计数器、引用替换+校验等场景
• volatile 字段的写操作对其他线程立即可见，但“写后立刻读到最新值”不等于“多个 volatile 操作构成原子序列”
• 若需原子更新，优先考虑 AtomicInteger、AtomicReference 等类，它们底层基于 CAS + volatile

private volatile boolean shutdownRequested = false;
// ✅ 安全：单次写，其他线程读取即刻可见
shutdownRequested = true;

private volatile int counter = 0;
counter++; // ❌ 非原子：读-改-写三步，可能丢失更新

ConcurrentHashMap 的弱一致性迭代器

ConcurrentHashMap 的 keySet()、values()、entrySet() 返回的迭代器是弱一致（weakly consistent），不抛 ConcurrentModificationException，但也不保证反映某一时刻的快照。

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• 迭代过程中允许并发修改，不会阻塞也不会崩溃
• 可能跳过刚插入的元素，也可能重复返回已删除元素（概率低，但存在）
• 不支持 Iterator.remove() —— 会抛 UnsupportedOperationException
• 若需强一致性遍历，应先 new ArrayList(map.keySet()) 复制，再遍历副本（注意内存与时效权衡）

ReentrantLock 的 newCondition() 比 Object 的 wait/notify 更灵活

ReentrantLock 支持创建多个 Condition 实例，实现多条件等待（比如“缓冲区非空”和“缓冲区非满”可分别 await），而 Object.wait() 只有一个隐式等待队列。

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• 每个 Condition 对应独立的等待队列，signal() 只唤醒该条件上的线程
• 必须在持有对应锁的前提下调用 await() / signal()，否则抛 IllegalMonitorStateException
• 使用完记得 lock.unlock()，建议用 try-finally 包裹

Lock lock = new ReentrantLock();
Condition notEmpty = lock.newCondition();
Condition notFull = lock.newCondition();

lock.lock();
try {
    while (queue.size() == 0) {
        notEmpty.await();
    }
    // 取元素...
} finally {
    lock.unlock();
}