第一章 等待唤醒机制
1.1 线程间通信
概念: 多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作( 线程的任务)却不相同。
比如:线程A用来生成包子的，线程B用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生产，一个是消费，那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。
为什么要处理线程间通信:
多个线程并发执行时,在默认情况下CPU是随机切换线程的，当我们需要多个线程来共同完成一件任务，并且我们希望他们有规律的执行,那么多线程之间需要一些协调通信，以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据。
如何保证线程间通信有效利用资源:
多个线程在处理同一个资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。就是多个线程在操作同一份数据时，避免对同一共享变量的争夺。也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即一等待唤醒机制。
1.2 等待唤醒机制
什么是等待唤醒机制
这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争(race )，比如去争夺锁，但这并不是故事的全部，线程间也会有协作机制。就好比在公司里你和你的同事们，你们可能存在在晋升时的竞争，但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。
就是在一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态( wait()），等待其他线程执行他们的指定代码过后 再将其唤醒( notify() );在有多个线程进行等待时 ，如果需要，可以使用 notifyAlly()来唤醒所有的等待线程。
wait/notify 就是线程间的一种协作机制。
等待唤醒中的方法
等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的，使用到的3个方法的含义如下 :
1.wait : 线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁了，这时的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知(notify )"在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列(ready queue)中2.notify:则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放;例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座。
3.notifyAll: 则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。
- 在当前线程中调用方法： 对象名.wait()。
- 使当前线程进入等待（某对象）状态 ，直到另一线程对该对象发出 notify (或notifyAll) 为止。
- 调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）。
- 调用此方法后，当前线程将释放对象监控权 ，然后进入等待。
- 在当前线程被notify后，要重新获得监控权，然后从断点处继续代码的执行。
- 在当前线程中调用方法： 对象名.notify()。
- 功能：唤醒等待该对象监控权的一个/所有线程。
- 调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）。
注意:
哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不持有锁，所以她需要再次尝试去获取锁( 很可能面临其它线程的竞争 )，成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。总结如下：
- 如男能获取锁，线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态；
- 否则，从wait set 出来，又进入entry set，线程就从WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态。
调用wait和notify方法需要注意的细节
1.wait方法与notiy方法必须要由同一个锁对象调用。因为:对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。
2. wait方法与notify方法是属于Objet类的方法的。因为:锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继承了Object类的。
3. wait方法与notiy方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为:必须要通过锁对象调用这2个方法。
1.3 生产者与消费者问题
等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。
就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源:
包子铺线程生产包子，吃货线程消费包子。当包子没有时( 包子状态为false)，吃货线程等待，包子铺线理生产包子(即包子状态为true )，并通知吃货线程( 解除吃货的等待状态,因为已经有包子了，那么包子铺线程进入等待状态.接下来，吃货线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。如果吃货获取到锁，那么就执行吃包子动作，包子吃完(包子状态为false )，并通知包子铺线程(解除包子铺的等待状态),吃货线程进入等待。包子铺线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。
代码演示：
包子资源类：
package com.hp.test1;
/**
* 线程的共有的资源对象---- 包子
*/
public class BaoZi {
String name;
boolean flag;
}
吃货线程类：
package com.hp.test1;
public class ChiHuo extends Thread {
//资源对象
BaoZi baozi;
//定义构造方法:给线程定义名字，同时给Baozi对象赋值
public ChiHuo(String threadName,BaoZi bz){
super(threadName);
this.baozi = bz;
}
/**
* chihuo线程的功能:
* 如果包子不存在 线程进入等待状态
* 如果包子存在 线程开始吃包子，吃完后更改包子的状态变为不存在唤醒zaocandian线程开始制作包子
*/
@Override
public void run() {
//获取线程的名字
String threadName = Thread.currentThread().getName();
for (int i = 0; i <10; i++) {
synchronized (baozi) {
if (baozi.flag) {//包子存在
System.out.println(threadName + "正在吃" + baozi.name);//制造包子
baozi.flag = false; //更改包子状态
baozi.notify(); //唤醒同一资源下的其他线程
} else {//包子不存在
try {
baozi.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
包子铺线程类：
package com.hp.test1;
public class ZaoCanDian extends Thread{
//资源对象
BaoZi baozi;
//定义构造方法:给线程定义名字，同时给Baozi对象赋值
public ZaoCanDian(String threadName,BaoZi bz){
super(threadName);
this.baozi = bz;
}
/**
* zaocandian线程的功能:
* 如果包子存在 线程进入等待状态
* 如果包子不存在 线程开始制作包子，制作完毕更改包子的状态为存在，唤醒chihuo线程吃包子
*/
@Override
public void run() {
//获取线程的名字
String threadName = Thread.currentThread().getName();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
synchronized (baozi) {
if (baozi.flag) {//包子存在
try {
baozi.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {//包子不存在
System.out.println(threadName + "制作" + baozi.name);//吃包子
baozi.flag = true; //更改包子状态
baozi.notify(); //唤醒同一资源下的其他线程
}
}
}
}
}
测试类：
package com.hp.test1;
public class ThreadTest1 {
public static void main(String[] args) {
BaoZi bz = new BaoZi();
bz.name="小笼包";
bz.flag=false;
ChiHuo ch = new ChiHuo("猪八戒",bz);
ZaoCanDian zcd = new ZaoCanDian("早餐店",bz);
ch.start();
zcd.start();
}
}
运行如下：
