探索Java对象方法wait和notify的意义和用法

了解Java中的对象方法：wait和notify的作用和用法

在Java中，对象的方法是一种用于实现并发编程的重要工具。其中，wait和notify是两个常用的方法，用于实现线程的等待和唤醒操作。本文将针对这两个方法进行详细介绍，并提供一些具体的代码示例。

wait方法是Object类中定义的一个方法，它用于使当前线程进入等待状态，直到其他线程调用相同对象的notify或notifyAll方法唤醒它。在调用wait方法之前，线程必须先获得对象的监视器锁。wait方法有两种重载形式：

1. wait(): 使当前线程等待，直到其他线程唤醒它。
2. 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它。

下面是一个使用wait方法实现生产者-消费者模型的示例代码：

public class ProducerConsumer {
    private final Object lock = new Object();
    private List<String> buffer = new ArrayList<>();
    private int bufferSize = 10;
    
    public void produce() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            // 判断缓冲区是否已满
            while (buffer.size() == bufferSize) {
                lock.wait(); // 等待消费者消费
            }
            // 生产物品到缓冲区
            buffer.add("Item");
            System.out.println("生产者生产一个物品，缓冲区大小：" + buffer.size());
            // 唤醒等待的消费者线程
            lock.notifyAll();
        }
    }
    
    public void consume() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            // 判断缓冲区是否为空
            while (buffer.isEmpty()) {
                lock.wait(); // 等待生产者生产
            }
            // 从缓冲区消费物品
            String item = buffer.remove(0);
            System.out.println("消费者消费一个物品，缓冲区大小：" + buffer.size());
            // 唤醒等待的生产者线程
            lock.notifyAll();
        }
    }
}

上述代码中，生产者使用wait方法使自己进入等待状态，直到缓冲区不满时再进行生产；消费者使用wait方法使自己进入等待状态，直到缓冲区不空时再进行消费。当生产者生产一个物品或消费者消费一个物品时，都会调用对象的notifyAll方法唤醒等待的线程。

notify方法也是Object类中定义的一个方法，它用于唤醒等待同一对象的某个线程。与notifyAll方法不同，notify方法只能唤醒其中一个线程。下面是一个使用notify方法的例子：

public class ThreadMonitor {
    private final Object lock = new Object();
    
    public void performTask() throws InterruptedException {
        synchronized (lock) {
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "开始执行任务");
            lock.wait(); // 等待唤醒
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "继续执行任务");
        }
    }
    
    public void wakeUpThread() {
        synchronized (lock) {
            lock.notify(); // 唤醒等待的线程
        }
    }
}

上述代码中，performTask方法使线程进入等待状态，直到其他线程调用wakeUpThread方法唤醒它。wakeUpThread方法使用notify方法唤醒一个等待中的线程。

要注意的是，在使用wait和notify方法时，必须先获得对象的监视器锁，即在同步代码块或同步方法中使用。

综上所述，wait和notify是Java中用于实现线程间通信的重要方法。它们可以实现线程的等待和唤醒操作，用于协调多个线程的执行顺序和共享资源的访问。文中提供的代码示例可以帮助读者更好地理解这两个方法的使用方法。通过合理地利用wait和notify方法，我们可以编写出更安全、高效的多线程程序。