前言

线程的通信是比同步简单很多，说白了就是调用几个方法，在一些业务场景中我们需要用到线程的通信。

wait() 与notify() 和notifyAll()

• wait()：一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并且释放同步监视器。
• notify()：一旦执行此方法，就会唤醒一个正在wait的一个线程。如果有多个线程wait，就唤醒优先级高的。
• notifyAll()：一旦执行此方法，就会唤醒全部正在wait的线程。

这三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器，如果你用this作为同步监视器，那么就必须用this来调用者三个方法。

因为这三个方法必须有锁对象调用，而任意对象都可以作为synchronized的同步锁，因此这三个方法只能在Object类中声明。

例题

使用两个线程打印1-100。线程1, 线程2 交替打印。

未加入线程通信

class Number implements Runnable {

    private int num = 1;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                if (num <= 100) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num);
                    num++;
                } else {
                    break;
                }
            }

        }
    }
}


public class CommunicationTest {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number);java
        Thread t2 = new Thread(number);
        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

可以看到输出结果基本上都是线程1，根本实现不了我们想要的效果。接下来改进：

class Number implements Runnable {

    private int num = 1;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                //唤醒一个线程
                notify();
                if (num <= 100) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num);
                    num++;                    
                    try {
                        //使得当前线程进入阻塞状态，并释放锁
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                } else {
                    break;
                }
            }

        }
    }
}


public class CommunicationTest {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number);
        Thread t2 = new Thread(number);
        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

这样就能解决问题了，可以交替输出了。

当线程1输出后，就进入阻塞状态，并且释放锁。

线程2获取同步锁进入代码块，唤醒线程1，线程 1无同步锁，只能就绪等待，线程2继续执行代码，然后进入阻塞状态，释放同步锁。

线程1这时就能获取到同步锁，唤醒线程2，线程2无同步锁，就能就绪等待，线程1继续执行代码，然后进入阻塞状态，释放同步锁

……

就这样就能交替输出奇数和偶数直到100为止。

slee()和wait()的异同？

相同点：都可以使得当前的线程进入阻塞状态。

不同点：

• 声明位置不同：sleep()声明在Thread类中，wait()声明在Object类中。
• 调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用，wait()必须使用在同步代码块或同步方法中。
• 关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。

经典例题

生产者/消费者问题：

• 生产者(Producer)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），
• 如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，
• 如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；
• 如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，
• 如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。

这里可能出现两个问题：

• 生产者比消费者快时，消费者会漏掉一些数据没有取到。
• 消费者比生产者快时，消费者会取相同的数据。

分析

1、是否多线程问题？是，生产者线程，消费者线程。

2、是否有共享数据？是，店员（或产品、产品的数量）

3、如何解决线程的安全问题？同步机制，有三种方法

4、是否设计线程通信？是

package com.saul.example;

/**
 * 线程通信的应用：生产者/消费者问题
 * 生产者(Producer)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），
 * 如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，
 * 如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；
 * 如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，
 * 如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
 * <p>
 * 分析：
 * 1、是否多线程问题？是，生产者线程，消费者线程。
 * 2、是否有共享数据？是，店员（或产品、产品的数量）
 * 3、如何解决线程的安全问题？同步机制，有三种方法
 * 4、是否设计线程通信？是
 *
 * @author Saul.J.Wu
 * @date 2020/12/21
 */

/**
 * 店员
 */
class Clerk {

    private int stock = 0;

    private static int number = 0;

    /**
     * 接收生产者的商品
     */
    public synchronized void acceptGoods() {
        //店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20）
        if (stock < 20) {
            number++;
            stock++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始生产第"+number+"个商品");
            //如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
            notify();
        }else{
            //如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 售出商品给消费者
     */
    public synchronized void sellgoods() {
        if (stock > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始消费第" + number + "个商品");
            System.out.println();
            stock--;
            //如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；
            notify();
        } else {
            //如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

/**
 * 生产者
 */
class Producer extends Thread {
    private Clerk clerk;

    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("生产者: " + this.getName() + "开始生产商品……");
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //生产者(Producer)将产品交给店员(Clerk)
            clerk.acceptGoods();
        }
    }
}

/**
 * 消费者
 */
class Customer extends Thread {
    private Clerk clerk;

    public Customer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("消费者: " + this.getName() + "开始取走商品……");
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //消费者(Customer)从店员处取走产品
            clerk.sellgoods();
        }

    }
}


public class ProductTest {
    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        Producer p1 = new Producer(clerk);
        p1.setName("生产者1");
        p1.start();
        Customer c1 = new Customer(clerk);
        c1.setName("消费者1");
        c1.start();
        Customer c2 = new Customer(clerk);
        c2.setName("消费者2");
        c2.start();
    }
}

执行main方法：