前言

有时候，各个线程在执行过程需要相互通信，例如发送控制指令、向另一个暂停执行的线程发送恢复执行的指令。

如果只是发送一个控制指令，可以使用一个用 volatile 修饰的共享标记量在两个线程之间通信。如果要唤醒另一个暂停执行的线程，就涉及到了 wait/notify 机制，下面就来分析一下这个机制。

wait 和 notify 相关方法

锁本质上还是一个对象，在所有对象的父类 Object 中定义了以下几个方法：

public final void wait() throws InterruptedException
public final void wait(long timeout) throws InterruptedException
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException

public final void notify();
public final void notifyAll();

这几个方法的作用如下：

方法名	说明
wait()	线程获取到锁后，调用锁对象的该方法，线程释放锁并加入到与锁对象关联的等待队列
wait(long timeout)	与 wait() 相似，不过在等待指定的毫秒数后，自动将线程移除出等待队列
wait(long timeout, int nanos)	与上面一样，只是时间粒度更小，即指定的毫秒数加上纳秒数
notify()	通知（唤醒）一个与锁对象关联的等待队列的线程，使它从 wait 方法中返回并继续往下执行
notifyAll()	与上面类似，只不过是唤醒等待队列的所有线程

使用场景

那么要在什么时候使用 wait/notify 呢？通常情况如下：

一个线程在获取到锁后，如果指定条件不满足，应该主动让出锁，并到指定区域等待，直到某个线程完成了指定条件后，再通知（唤醒）这个等待的线程，让它继续往下执行。

通用模式

了解了它的使用场景后，下面看下它是怎么用的：

通常有两个线程，一个是等待线程，另一个是通知线程。

等待线程的执行步骤如下：

获取对象锁
如果指定条件不满足，就调用锁对象的 wait 方法，被唤醒后要再次检查条件，所以在判断条件时使用 while 而不是 if。
条件满足后继续往下执行

通用代码如下：

synchronized (对象) {
    处理逻辑（可选）
    while (不满足指定条件) {
        对象.wait();
    }
    处理逻辑（可选）
}

通知线程的执行步骤如下：

获得对象锁
完成指定条件
通知（唤醒）等待队列中的线程

通用代码如下：

synchronized (对象) {
    完成指定条件
    对象.notifyAll();
}

注意事项

必须在同步代码块中调用 wait、notify 或 notifyAll 方法，否则会抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

因为必须要保证判断条件、调用 wait 方法，以及完成条件、调用 notify 方法都是原子性操作。不然可能会出现这样的情况：等待线程在判断完条件不满足后，还未执行 wait 方法时，突然切换到了通知线程，通知线程完成条件并调用了 notify 方法，这时再切换回等待线程，继续执行 wait 方法，这时 wait 方法就会一直等待下去。

在同步代码块中，只能调用获取的锁对象的 wait、notify 或 notifyAll 方法，否则会抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

这是因为如果当前线程不持有某个对象的锁，它就不能调用该对象的 wait 方法来让出该锁，同理，也不能调用该对象的 notify 方法来唤醒相应等待队列的线程。

在调用完锁对象的 notify 或 notifyAll 方法后，等待线程并不会立即从 wait 方法返回，需要等到通知线程执行完毕并释放锁后，等待线程才能获取到锁并从 wait 方法中返回。

wait 和 sleep 的区别

wait 是 Object 的方法，而 sleep 是 Thread 的方法
调用 wait 方法需要先获得锁，而调用 sleep 不需要
调用 wait 方法后等待的线程需要 notify 来唤醒，而调用 sleep 方法后，线程会在指定等待时间后唤醒
线程在调用 wait 方法后会先释放锁，而调用 sleep 方法并不会释放锁

参考

java并发编程系列：wait/notify机制