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如何在Java中实现线程间通信_Java wait与notify机制解析

P粉602998670

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发布时间:2025-12-17 10:53:02

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来源于php中文网

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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。

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、最常用的方式之一,就是通过 wait()notify()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:

紫东太初
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中科院和武汉AI研究院推出的新一代大模型

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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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