在讲单生产单消费之前，我们先来说一下线程间通信的问题
一、 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—— 等待唤醒机制。
二、 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（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()）， 等待其他线程执行完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 notifyAll()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：
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。
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。
notifyAll() // 则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。注：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。
调用wait和notify方法需要注意的细节
1. wait方法与notify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Object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notify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。
4. lock方法与unlock方法有与其匹配的方法。（可去百度，在这就不详细说了）
举例说明：
package cn.itcast.day07.demo01;
/*
public void wait()：释放锁，进入WAITING状态。无限等待。
public void wait(long time)：释放锁，进入TIMED_WAITING状态。定时等待。
public void notify()：不释放锁，发通知让处于等待状态的其他【一个】线程结束等待。
public void notifyAll()：不释放锁，发通知让处于等待状态的其他【所有】线程结束等待。
*/
public class Demo01NotifyAll {
public static void main(String[] args) {
Object lock = new Object();
Runnable task = new Runnable() {
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
synchronized (lock) {
System.out.println(name + "获取了锁，即将释放并进入WAITING状态……");
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name + "醒来并获取到了锁，将在3秒之后释放");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name + "释放了锁");
} // sync
}
};
new Thread(task, "[A1]").start();
new Thread(task, "[A2]").start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lock) {
System.out.println(name + "获取了锁，通知所有人");
lock.notifyAll();
System.out.println(name + "即将在3秒之后释放锁");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name + "释放掉锁");
} // sync
}
}, "[B]").start();
}
}
代码中共三个线程，分别是[A1]、[A2]、[B]，此代码共运行10s钟（只包含程序开始之后，不包含编译之类的），代码运行模型如下：
三、单生产与单消费问题
这是我们今天的重头戏。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，包子铺线程生产包子（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。
顾客：
package cn.itcast.day07.demo01;
public class SingleConsumer implements Runnable {
private final Object LOCK;
public SingleConsumer(Object lock) {
this.LOCK = lock;
}
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
while (true) {
synchronized (LOCK) {
if (SingleMain.products <= 0) { // 这里条件判断使用的是if，其实使用while也可以
System.out.println(name + "因为没有包子，等待……");
try {
LOCK.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(name + "吃掉了包子：" + SingleMain.products--);
LOCK.notify(); // 通知对方厨子赶紧做
} // sync
try {
Thread.sleep(30);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} // while
}
}
厨子：
package cn.itcast.day07.demo01;
public class SingleProducer implements Runnable {
private final Object LOCK;
public SingleProducer(Object lock) {
this.LOCK = lock;
}
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
while (true) {
synchronized (LOCK) {
if (SingleMain.products >= 100) { // 这里条件判断使用的是if，其实使用while也可以
System.out.println(name + "因为包子太多，等待……");
try {
LOCK.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(name + "做出了包子：" + ++SingleMain.products);
LOCK.notify(); // 通知对方顾客赶紧吃
} // sync
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} // while
}
}
Main方法：
package cn.itcast.day07.demo01;
public class SingleMain {
public static int products = 50; // 初始50个包子
public static void main(String[] args) {
Object lock = new Object();
new Thread(new SingleConsumer(lock), "[顾客]").start();
new Thread(new SingleProducer(lock), "[厨子]").start();
}
}
下图是单生产单消费模型：
好，到这里就结束了，在下一篇博客我将介绍多生产多消费问题，( ^_^ )/~~拜拜。