一、线程通信

1、等待集

对于java中的每一个对象：

• 1）对象上关联着一个monitor lock（监视器锁)；
• 2）对象上还关联着一个数据结构，即：等待集(Wait Set)———保存的所有调用过这个对象.wait()方法的线程。

线程通信这引入了对象的等待集，是三个非常重要的方法：

• wait()：让当前线程进入等待状态
• notify()：唤醒当前对象上的等待的单个线程
• notifyAll()：唤醒当前对象上的等待的所有线程

这三个方法都是Object类的方法。另外，我们需要知道一个数据结构——等待集（Wait Set）.

2、wait()方法

使用注意：

wait()方法必须用在synchronized代码段里。 如果调用wait()时，没有持有适当的锁，会抛出异常，如下图所示：

当一个对象（对象o）调用了wait()方法（即：o.wait() ）,会产生什么结果呢？即：

wait()方法的作用：

• 当前线程进入等待状态（阻塞等待，放弃抢占CPU的资格），线程状态由RUNNABLE ----> WAITING；会阻塞在此行代码。

• 当前线程放弃所持有的对象锁；如果没有对对象加锁，直接使用wait方法释放锁就会抛异常，如果加锁的对象找不到或者不存在也是会抛异常的.

• 会唤醒同步代码块所在的线程（即：synchronized加锁的线程，因为调用wait()方法会释放对象锁），但不能唤醒被wait()方法阻塞的线程。

• 如何被唤醒：只能通过别的线程调用notify()或notifyAll()来唤醒。

3、notify() / notifyAll()方法

使用注意：

notify() / notifyAll()方法也是使用在synchronized代码块里。

wait()方法的作用：

1> 唤醒被wait()方法阻塞的线程

• notify() :是随机唤醒一个被wait()方法阻塞的线程；
• notifyAll()是唤醒一个被wait()方法阻塞的全部线程。

2> 唤醒时间：在当前线程的synchronied代码块执行完唤醒被wait()方法阻塞的线程。（一定要注意：不是一调用notify() / notifyAll()方法就可以l立即唤醒其他线程）

4、等待队列/同步队列

让线程等待一共有三个状态：阻塞(BLOCKED)、等待(WAITING)、超时等待（TIME_WAITING）

阻塞态（BLOCKED）

1）产生阻塞态（BLOCKED）的条件： 同步代码块（synchronized）所在线程竞争锁失败
2）同步队列： 支持多线程操作，并且是线程安全的；

• 作用：
  • synchronized导致线程竞争对象锁失败的线程（运行态-->阻塞态）全部会被JVM放到同步队列里；
  • 竞争锁成功的线程释放锁之后，JVM会把竞争同一对象锁失败的线程全部唤醒，让他们再次竞争，竞争失败的就又放回同步队列，依次下去。。。

• 效率： 比较低，因为需要在阻塞态和唤醒态之间来回切换

等待(WAITING)、超时等待（TIME_WAITING）

1）产生这两种状态的条件：

• 等待(WAITING)：wait()、join()
• 超时等待（TIME_WAITING）:wait()、join()、sleep()

2）等待队列:

• 作用： 出现等待(WAITING)、超时等待（TIME_WAITING）这两种状态的线程都会被JVM放到等待队列。 只有满足一定条件才能被唤醒，并向下执行代码。

  • join()：等待调用join()方法的线程执行完 才能从等待队列中唤醒当前线程，并让当前线程向下执行。
  • wait()：等待其他线程通过notify()/notifyAll()方法调用才能从等待队列中唤醒。
  • sleep()：到达休眠的时间才能从等待队列中唤醒。

• 效率： 比较高，因为只用一个状态的转变，即等待/超时等待状态被唤醒转变为就绪态，不需要在不同状态之间来回切换.