前言

在 Java 多線程開發(fā)中，wait()、notify() 和 notifyAll() 是最經(jīng)典但也最容易寫錯(cuò)的一套線程通信機(jī)制。
它們用于解決：當(dāng)線程因?yàn)?ldquo;條件不滿足”無法繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，如何安全地等待并在條件改變后繼續(xù)執(zhí)行。

這篇文章將從原理、流程、示例到最佳實(shí)踐，把這三兄弟一次講透。

一、為什么需要 wait / notify？（最根本的問題）

在多線程場景中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)：

• 消費(fèi)者想消費(fèi)，但倉庫空了
• 生產(chǎn)者想生產(chǎn)，但倉庫滿了
• 主線程需要等待子線程準(zhǔn)備好某個(gè)結(jié)果
• 條件未滿足前，線程無法繼續(xù)往下執(zhí)行

如果用 while(true) 死循環(huán)檢查：

while (item == 0) {
    // 忙等（Busy waiting），瘋狂消耗 CPU
}

這會(huì)導(dǎo)致：

• CPU 空轉(zhuǎn)
• 性能極差
• 線程爭搶激烈

于是，Java 提供了 基于鎖對象的條件等待機(jī)制：

當(dāng)條件不滿足時(shí)，線程主動(dòng)掛起自己，并釋放鎖；當(dāng)條件滿足時(shí)，被其他線程喚醒繼續(xù)執(zhí)行。

這就是 wait / notify。

二、wait / notify 的正確理解（核心概念）

1. wait() 的本質(zhì)動(dòng)作

當(dāng)線程執(zhí)行：

lock.wait();

它會(huì)做 三件事：

1. 當(dāng)前線程暫停執(zhí)行（掛起）
2. 釋放 lock 的那把鎖（讓其他線程有機(jī)會(huì)修改狀態(tài)）
3. 把自己加入 lock 對象的“等待隊(duì)列（Wait Set）”

線程會(huì)一直睡在那里，直到某個(gè)線程執(zhí)行了：

• lock.notify() 或 lock.notifyAll()

并且：

• ?? 喚醒的線程必須重新?lián)?lock 的鎖
• 搶到鎖之后，才能繼續(xù)執(zhí)行 wait 后面的代碼

2. notify() / notifyAll() 做了什么？

兩個(gè)方法都必須在同步代碼塊中調(diào)用：

synchronized(lock) {
    lock.notify();
}

否則會(huì)拋：

IllegalMonitorStateException

notify() 作用：

• 從 lock 的等待隊(duì)列中 隨機(jī)喚醒 1 個(gè)線程

• 但喚醒 ≠ 立即執(zhí)行

• 被喚醒線程要在當(dāng)前線程釋放鎖后才能搶鎖執(zhí)行

notifyAll() 作用：

• 喚醒等待隊(duì)列中的所有線程

• 所有線程一起去搶鎖，成功者繼續(xù)執(zhí)行

實(shí)際開發(fā)中一般推薦 notifyAll()：更安全，避免喚醒錯(cuò)誤線程導(dǎo)致死鎖。

三、完整流程圖解（非常關(guān)鍵）

假設(shè)線程 A 想消費(fèi)商品，但倉庫空了：

線程 A 做的事：

1. synchronized(lock) → 拿到鎖

2. 判斷倉庫是否為空 → 是空的

3. 調(diào)用 wait()：

   • A 掛起

   • A 釋放鎖

   • A 進(jìn)入等待隊(duì)列

線程 B（生產(chǎn)者）做的事：

1. synchronized(lock) → 拿到鎖

2. 生產(chǎn)商品

3. 調(diào)用 notify() 或 notifyAll()：喚醒 A

4. B 退出 synchronized → 釋放鎖

最后：

• A 被喚醒

• 搶到鎖后，繼續(xù)執(zhí)行 wait() 下一行的代碼

四、生產(chǎn)者消費(fèi)者完整 Demo（最經(jīng)典示例）

class Depot {
    private int item = 0;
    private final Object lock = new Object();
    public void produce() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            while (item == 1) {   // 倉庫滿 → 等待
                lock.wait();
            }
            item = 1;
            System.out.println("生產(chǎn)了一個(gè)商品");
            lock.notifyAll();     // 通知消費(fèi)者
        }
    }
    public void consume() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            while (item == 0) {   // 倉庫空 → 等待
                lock.wait();
            }
            item = 0;
            System.out.println("消費(fèi)了一個(gè)商品");
            lock.notifyAll();     // 通知生產(chǎn)者
        }
    }
}

為什么要用while而不是 if？

因?yàn)椋?/p>

• Java 的 wait 存在 虛假喚醒（Spurious Wakeups）

• 被喚醒后必須重新判斷條件

這是 JDK 官方文檔明確要求的。

五、wait 和 sleep 有什么區(qū)別？（面試必考）

一句話總結(jié)：

sleep 是讓線程睡覺
wait 是讓線程到等待隊(duì)列里等別人叫醒

六、常見錯(cuò)誤理解（90% 的人會(huì)踩坑）

1. 認(rèn)為 notify 會(huì)立即讓對方執(zhí)行

錯(cuò)誤！
notify 只是“叫醒”，對方必須等待 當(dāng)前線程釋放鎖 后才能執(zhí)行。

2. 不用 while，用 if 判斷條件

會(huì)導(dǎo)致喚醒后條件不滿足卻繼續(xù)執(zhí)行 → 出 Bug

3. 以為 wait 是“做完事情后休息”

完全相反！

wait 是因?yàn)樽霾幌氯ィ皇且驗(yàn)樽鐾炅恕?/strong>

a.wait();
b.notify();