Java如何实现线程间通信_Java wait与notify使用技巧与注意事项

线程间通信通过wait()、notify()和notifyAll()实现，需在synchronized中调用，使用while循环防止虚假唤醒，notifyAll()更安全适用于多生产者消费者场景，注意处理中断与同步范围，是理解Java并发基础的关键。

在Java中，线程间通信是多线程编程的核心问题之一。通过合理使用 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法，可以实现线程之间的协作与同步。这些方法定义在 Object 类中，用于控制线程的等待与唤醒，但使用不当容易引发死锁、丢失通知或性能问题。下面介绍其原理、使用技巧及注意事项。

wait() 与 notify() 的基本机制

这三个方法必须在同步上下文中调用（即 synchronized 块或方法中），否则会抛出 IllegalMonitorStateException。

• wait()：使当前线程释放对象锁并进入等待状态，直到其他线程调用该对象的 notify() 或 notifyAll()。
• notify()：唤醒一个正在等待该对象监视器的线程（不能指定哪一个）。
• notifyAll()：唤醒所有等待该对象监视器的线程，由JVM选择哪个线程继续执行。

典型应用场景是“生产者-消费者”模式：

public class Buffer {
    private int data;
    private boolean isEmpty = true;

    public synchronized void produce(int value) {
        while (!isEmpty) {
            try {
                wait(); // 缓冲区非空，生产者等待
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        data = value;
        isEmpty = false;
        notifyAll(); // 唤醒消费者
    }

    public synchronized int consume() {
        while (isEmpty) {
            try {
                wait(); // 缓冲区为空，消费者等待
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        isEmpty = true;
        notifyAll(); // 唤醒生产者
        return data;
    }
}

使用技巧：正确使用 while 而不是 if

等待条件时应始终使用 while 循环检查条件，而不是 if 语句。

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• 防止虚假唤醒（spurious wakeup）：JVM允许线程在没有被 notify() 的情况下从 wait() 返回。
• 确保唤醒后条件仍然成立。例如多个消费者被唤醒时，只有一个能消费，其余必须重新等待。

错误示例：

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if (isEmpty) {
    wait();
}

正确做法：

while (isEmpty) {
    wait();
}

notify() vs notifyAll() 的选择

两者各有适用场景：

• 使用 notify()：当所有等待线程处理的是相同任务，且只需唤醒一个即可（如生产者-消费者中一对一）。
• 使用 notifyAll()：当多个不同条件在同一个锁上等待，或存在多个生产者/消费者时，避免线程饥饿。

多数情况下推荐使用 notifyAll()，虽然可能带来轻微性能开销，但更安全、不易出错。

注意事项与常见陷阱

• 必须在 synchronized 块中调用 wait()/notify()，否则会抛异常。
• 不要忘记唤醒操作，否则线程将永久阻塞。
• 避免在循环外调用 wait()，防止因中断或虚假唤醒导致逻辑错误。
• 注意 InterruptedException 的处理：通常应保留中断状态（Thread.currentThread().interrupt()），以便上层处理。
• 尽量缩小同步块范围，提高并发性能，但要保证 wait/notify 的原子性。

基本上就这些。掌握 wait 和 notify 的核心在于理解对象监视器、条件队列和同步控制的关系。虽然现代 Java 更推荐使用 java.util.concurrent 包中的工具（如 BlockingQueue、CountDownLatch 等），但在理解底层原理和某些定制场景下，wait/notify 仍是不可或缺的基础技能。

以上就是Java如何实现线程间通信_Java wait与notify使用技巧与注意事项的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！