深入解析Java中的对象方法wait和notify

Java中的对象方法：wait和notify详解

在Java中，对象方法wait和notify是用于线程之间的协作与通信的重要工具。它们可以帮助线程在合适的时机等待或唤醒其他线程的执行。本文将详细介绍wait和notify方法的使用方法，并提供具体的代码示例。

一、wait方法的使用

wait方法用于使当前线程进入等待状态，直到其他线程对同一个对象调用notify方法，或者notifyAll方法将其唤醒。wait方法有以下几种形式：

1. void wait()：使当前线程等待，直到其他线程唤醒。
2. void wait(long timeout)：使当前线程等待指定的毫秒数，或者直到其他线程唤醒。
3. void wait(long timeout, int nanos)：使当前线程等待指定的毫秒数加上指定的纳秒数，或者直到其他线程唤醒。

在使用wait方法时，必须将其包含在synchronized代码块中，以确保对象的锁定。下面是一个经典的示例：

public class WaitNotifyExample {
    private boolean flag = false;
    
    public synchronized void waitForFlag() {
        try {
            while (!flag) {
                wait(); // 当前线程等待
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 执行其他操作
    }
    
    public synchronized void setFlag() {
        flag = true;
        notify(); // 唤醒正在等待的线程
    }
}

在上面的示例中，线程在调用waitForFlag方法后，会进入等待状态，直到其他线程调用setFlag方法将其唤醒。

二、notify方法的使用

notify方法用于唤醒正在等待的线程。它会随机选择一个线程唤醒，如果有多个线程在等待，只能唤醒其中一个。notify方法的使用形式如下：

public class NotifyExample {
    public synchronized void waitForNotify() {
        try {
            wait(); // 当前线程等待
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 执行其他操作
    }
    
    public synchronized void notifyThread() {
        notify(); // 唤醒一个等待的线程
    }
}

在上面的示例中，调用waitForNotify方法的线程会进入等待状态，直到其他线程调用notifyThread方法将其唤醒。

三、使用wait和notify实现线程间协作

wait和notify方法常用于生产者-消费者模式等多线程协作的场景中。下面是一个简单的生产者-消费者示例：

public class ProducerConsumerExample {
    private LinkedList<Integer> buffer = new LinkedList<>();
    private final int MAX_SIZE = 10;
    
    public synchronized void produce() {
        while (buffer.size() == MAX_SIZE) {
            try {
                wait(); // 缓冲区已满，生产者线程等待
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        buffer.add(1);
        notifyAll(); // 唤醒等待的消费者线程
    }
    
    public synchronized void consume() {
        while (buffer.size() == 0) {
            try {
                wait(); // 缓冲区为空，消费者线程等待
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        buffer.removeFirst();
        notifyAll(); // 唤醒等待的生产者线程
    }
}

在上面的示例中，当缓冲区已满时，生产者线程会进入等待状态，直到消费者线程消费了缓冲区中的元素并唤醒生产者线程。而当缓冲区为空时，消费者线程会进入等待状态，直到生产者线程生产了新的元素并唤醒消费者线程。

总结：wait和notify方法是Java中用于线程协作与通信的重要工具。它们在多线程编程中起到了关键的作用。通过合理地使用wait和notify方法，可以实现线程之间的优雅协作和通信。