Java多執行緒學習之wait、notify/notifyAll 詳解
mypoint：
今天看了唐大仕老師的《java程式設計》中的多執行緒一章，感覺學到狠多，但是對於書上的消費者、生產者這個經典的例題不能非常好的理解——P231.尤其是其中的wait（），和notify（），問題在於get（）方法裡notify（）了之後，後面那個return語句還能不能執行，因為書上說一旦notify就會喚醒wait（）的執行緒。看了下面這篇博文，基本上理解了，原來notify（）只是起到喚醒wait（）執行緒的作用。但是不能退出當前的鎖，因此實際上會等到執行完當前的synchronise方法後再去執行，notify（）的那個程式。這樣就沒有任何問題了。

以下為轉載的博文原文：https://www.cnblogs.com/moongeek/p/7631447.html

1、wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，無法被重寫。
2、wait()使當前執行緒阻塞，前提是 必須先獲得鎖，一般配合synchronized 關鍵字使用，即，一般在synchronized 同步程式碼塊裡使用 wait()、notify/notifyAll() 方法。
3、 由於 wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 程式碼塊執行，說明當前執行緒一定是獲取了鎖的。
當執行緒執行wait()方法時候，會釋放當前的鎖，然後讓出CPU，進入等待狀態。

只有當 notify/notifyAll() 被執行時候，才會喚醒一個或多個正處於等待狀態的執行緒，然後繼續往下執行，直到執行完synchronized 程式碼塊的程式碼或是中途遇到wait() ，再次釋放鎖。
也就是說，notify/notifyAll() 的執行只是喚醒沉睡的執行緒，而不會立即釋放鎖，鎖的釋放要看程式碼塊的具體執行情況。所以在程式設計中，儘量在使用了notify/notifyAll() 後立即退出臨界區，以喚醒其他執行緒
4、wait() 需要被try catch包圍，中斷也可以使wait等待的執行緒喚醒。
5、notify 和wait 的順序不能錯，如果A執行緒先執行notify方法，B執行緒在執行wait方法，那麼B執行緒是無法被喚醒的。
6、notify 和 notifyAll的區別
notify方法只喚醒一個等待（物件的）執行緒並使該執行緒開始執行。所以如果有多個執行緒等待一個物件，這個方法只會喚醒其中一個執行緒，選擇哪個執行緒取決於作業系統對多執行緒管理的實現。notifyAll 會喚醒所有等待(物件的)執行緒，儘管哪一個執行緒將會第一個處理取決於作業系統的實現。如果當前情況下有多個執行緒需要被喚醒，推薦使用notifyAll 方法。比如在生產者-消費者裡面的使用，每次都需要喚醒所有的消費者或是生產者，以判斷程式是否可以繼續往下執行。
7、在多執行緒中要測試某個條件的變化，使用if 還是while？
　　要注意，notify喚醒沉睡的執行緒後，執行緒會接著上次的執行繼續往下執行。所以在進行條件判斷時候，可以先把 wait 語句忽略不計來進行考慮，顯然，要確保程式一定要執行，並且要保證程式直到滿足一定的條件再執行，要使用while來執行，以確保條件滿足和一定執行。如下程式碼：

複製程式碼

 1 public class K {
 2     //狀態鎖
 3     private Object lock;
 4     //條件變數
 5     private int now,need;
 6     public void produce(int num){
 7         //同步
 8         synchronized (lock){
 9            //當前有的不滿足需要，進行等待
10             while(now < need){
11                 try {
12                     //等待阻塞
13                     wait();
14                 } catch (InterruptedException e) {
15                     e.printStackTrace();
16                 }
17                 System.out.println("我被喚醒了！");
18             }
19            // 做其他的事情
20         }
21     }
22 }
23             

複製程式碼

顯然，只有當前值滿足需要值的時候，執行緒才可以往下執行，所以，必須使用while 迴圈阻塞。注意，wait() 當被喚醒時候，只是讓while迴圈繼續往下走.如果此處用if的話，意味著if繼續往下走，會跳出if語句塊。但是，notifyAll 只是負責喚醒執行緒，並不保證條件云云，所以需要手動來保證程式的邏輯。

8、實現生產者和消費者問題

什麼是生產者-消費者問題呢？

如上圖，假設有一個公共的容量有限的池子，有兩種人，一種是生產者，另一種是消費者。需要滿足如下條件：

1、生產者產生資源往池子裡新增，前提是池子沒有滿，如果池子滿了，則生產者暫停生產，直到自己的生成能放下池子。

2、消費者消耗池子裡的資源，前提是池子的資源不為空，否則消費者暫停消耗，進入等待直到池子裡有資源數滿足自己的需求。

- 倉庫類

複製程式碼

 1 import java.util.LinkedList;
 2 
 3 /**
 4  *  生產者和消費者的問題
 5  *  wait、notify/notifyAll() 實現
 6  */
 7 public class Storage1 implements AbstractStorage {
 8     //倉庫最大容量
 9     private final int MAX_SIZE = 100;
10     //倉庫儲存的載體
11     private LinkedList list = new LinkedList();
12 
13     //生產產品
14     public void produce(int num){
15         //同步
16         synchronized (list){
17             //倉庫剩餘的容量不足以存放即將要生產的數量，暫停生產
18             while(list.size()+num > MAX_SIZE){
19                 System.out.println("【要生產的產品數量】:" + num + "\t【庫存量】:"
20                         + list.size() + "\t暫時不能執行生產任務!");
21 
22                 try {
23                     //條件不滿足，生產阻塞
24                     list.wait();
25                 } catch (InterruptedException e) {
26                     e.printStackTrace();
27                 }
28             }
29 
30             for(int i=0;i<num;i++){
31                 list.add(new Object());
32             }
33 
34             System.out.println("【已經生產產品數】:" + num + "\t【現倉儲量為】:" + list.size());
35 
36             list.notifyAll();
37         }
38     }
39 
40     //消費產品
41     public void consume(int num){
42         synchronized (list){
43 
44             //不滿足消費條件
45             while(num > list.size()){
46                 System.out.println("【要消費的產品數量】:" + num + "\t【庫存量】:"
47                         + list.size() + "\t暫時不能執行生產任務!");
48 
49                 try {
50                     list.wait();
51                 } catch (InterruptedException e) {
52                     e.printStackTrace();
53                 }
54             }
55 
56             //消費條件滿足，開始消費
57             for(int i=0;i<num;i++){
58                 list.remove();
59             }
60 
61             System.out.println("【已經消費產品數】:" + num + "\t【現倉儲量為】:" + list.size());
62 
63             list.notifyAll();
64         }
65     }
66 }

複製程式碼

- 抽象倉庫類

複製程式碼

1 public interface AbstractStorage {
2     void consume(int num);
3     void produce(int num);
4 }

複製程式碼

- 生產者

複製程式碼

 1 public class Producer extends Thread{
 2     //每次生產的數量
 3     private int num ;
 4 
 5     //所屬的倉庫
 6     public AbstractStorage abstractStorage;
 7 
 8     public Producer(AbstractStorage abstractStorage){
 9         this.abstractStorage = abstractStorage;
10     }
11 
12     public void setNum(int num){
13         this.num = num;
14     }
15 
16     // 執行緒run函式
17     @Override
18     public void run()
19     {
20         produce(num);
21     }
22 
23     // 呼叫倉庫Storage的生產函式
24     public void produce(int num)
25     {
26         abstractStorage.produce(num);
27     }
28 }

複製程式碼

- 消費者

複製程式碼

 1 public class Consumer extends Thread{
 2     // 每次消費的產品數量
 3     private int num;
 4 
 5     // 所在放置的倉庫
 6     private AbstractStorage abstractStorage1;
 7 
 8     // 建構函式，設定倉庫
 9     public Consumer(AbstractStorage abstractStorage1)
10     {
11         this.abstractStorage1 = abstractStorage1;
12     }
13 
14     // 執行緒run函式
15     public void run()
16     {
17         consume(num);
18     }
19 
20     // 呼叫倉庫Storage的生產函式
21     public void consume(int num)
22     {
23         abstractStorage1.consume(num);
24     }
25 
26     public void setNum(int num){
27         this.num = num;
28     }
29 }

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- 測試

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 1 public class Test{
 2     public static void main(String[] args) {
 3         // 倉庫物件
 4         AbstractStorage abstractStorage = new Storage1();
 5 
 6         // 生產者物件
 7         Producer p1 = new Producer(abstractStorage);
 8         Producer p2 = new Producer(abstractStorage);
 9         Producer p3 = new Producer(abstractStorage);
10         Producer p4 = new Producer(abstractStorage);
11         Producer p5 = new Producer(abstractStorage);
12         Producer p6 = new Producer(abstractStorage);
13         Producer p7 = new Producer(abstractStorage);
14 
15         // 消費者物件
16         Consumer c1 = new Consumer(abstractStorage);
17         Consumer c2 = new Consumer(abstractStorage);
18         Consumer c3 = new Consumer(abstractStorage);
19 
20         // 設定生產者產品生產數量
21         p1.setNum(10);
22         p2.setNum(10);
23         p3.setNum(10);
24         p4.setNum(10);
25         p5.setNum(10);
26         p6.setNum(10);
27         p7.setNum(80);
28 
29         // 設定消費者產品消費數量
30         c1.setNum(50);
31         c2.setNum(20);
32         c3.setNum(30);
33 
34         // 執行緒開始執行
35         c1.start();
36         c2.start();
37         c3.start();
38 
39         p1.start();
40         p2.start();
41         p3.start();
42         p4.start();
43         p5.start();
44         p6.start();
45         p7.start();
46     }
47 }

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- 輸出

複製程式碼

【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:20    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:10
【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:20    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:20
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:30
【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:30    暫時不能執行生產任務!
【已經消費產品數】:20    【現倉儲量為】:10
【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:20
【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務!
【要消費的產品數量】:30    【庫存量】:20    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:30
【已經消費產品數】:30    【現倉儲量為】:0
【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:0    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:10    【現倉儲量為】:10
【要消費的產品數量】:50    【庫存量】:10    暫時不能執行生產任務!
【已經生產產品數】:80    【現倉儲量為】:90
【已經消費產品數】:50    【現倉儲量為】:40

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