1. 基本概念
在業務處理過程中，線程間常常需要進行通信，從而協同完成某個事項。比如，有兩個線程A和B，線程A負責讀取數據，線程B負責處理數據，線程A在讀取完數據后必須通知線程B進行數據處理，這個“通知”就是線程通信的表現。
2. 忙等待
怎樣實現線程通信呢？可以通過在線程間訪問一個共同的資源（標志位）來實現。比如線程A和線程B，線程A負責讀取數據，線程B負責處理數據。我們在A和B之間設置一個共同的資源：布爾值的Flag，標記A有沒有讀取完數據（默認為false，表示未讀取完數據）。我們讓B一直監聽著這個Flag標記（使用while循環），當A讀取完數據后，會將這個Flag設為true，這時B監聽到Flag變為true了，就可以進行數據處理操作了。
簡要代碼如下：
public class SignalBusyWait {
private volatile static Boolean flag = false;//共享資源，設置標志位
public static void main(String[] args) {
Thread A = new Thread(new Runnable() {//線程A，負責讀取數據，讀取完設置flag為true
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
try {
System.out.println("讀取數據");
Thread.sleep(2000);
flag = true;
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
},"Thread A");
Thread B = new Thread(new Runnable() {//線程B，負責處理數據，死循環監聽flag
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
while(true){
if(flag){
System.out.println("處理數據");
break;//處理完數據，退出死循環
}else{
System.out.println("flag 為false，表示數據未讀取完，B線程進行等待");
}
}
}
},"Thread B");
B.start();
A.start();
}
}
以上方式雖然能夠實現線程通信，但是B線程不斷地監聽標志位，一直處理“等待”狀態，這就是忙等待現象。那么如何處理忙等待現象呢？Java提供了notify和wait機制。
3. notify，wait和notifyAll
Java給所有的對象都內置了三個方法，用于線程通信。分別是notify，wait和notifyAll（這三個方法都是Object類的方法，Object類是所有Java類的父類，等于說所有Java對象都擁有了這三個方法）。
- 同一把鎖 : notify和wait方法必須使用同一監聽對象（即競爭同一把鎖）。
- 就緒隊列和等待隊列：同一個監聽對象上有兩個隊列，分別是就緒隊列和等待隊列。當線程不滿足執行條件時（比如負責處理數據的B線程得到鎖后，發現數據還沒有讀取完，無法進行處理），就會進入等待隊列，等待執行條件滿足時被喚醒。當線程被喚醒后并不是馬上執行，而是進入就緒隊列，隨時準備好競爭鎖，獲得鎖后才能真正執行。
- wait：當線程獲得鎖后發現執行條件不滿足，這時候會調用wait方法，將這個線程加入到等待隊列中，并釋放鎖，讓其他就緒的線程可以再次競爭鎖。
- notify：當線程中調用notify方法時，當前線程并不會獲放鎖，當前線程會繼續執行下去。它做的只是喚醒“等待隊列”中的一個線程，可以進入“就緒隊列”了。
-
notifyAll: 與notify相同，只是它喚醒的是整個等待隊列中的所有線程。
上面的代碼利用wait和notify實現如下：
public class NotifyWait {
public final static Object monitorObject = new Object();//監聽對象
public static void main(String[] args) {
Thread A = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
synchronized(monitorObject){
try {
Thread.sleep(2000);
System.out.println("讀取數據");
monitorObject.notify();//讀取完數據，通知線程B處理數據
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
},"Thread A");
Thread B = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
synchronized(monitorObject){
try {
System.out.println("B線程獲得鎖，但發現數據未讀取完，進行等待");
monitorObject.wait();
Thread.sleep(2000);
System.out.println("處理數據");
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
},"Thread B");
B.start();
A.start();
}
}
4. 使用wait和notify需要注意的問題
4.1 必須與synchronized關鍵字聯用
使用wait和notify進行通信時，必須與synchronized關鍵字結合使用，即必須在synchronized塊中調用wait和notify方法，才能夠保證同一時間只有一個線程發送信號。
4.2 信號丟失問題
有一種情況，當對象調用notify方法時，等待隊列中沒有線程，則沒有任何線程會收到這個信號，之后調用wait方法的線程將會一直等待，因為喚醒它的信號已經丟失了。怎么辦呢，我們可以定義一個成員變量用來保存信號的狀態，然后在調用notify方法和wait方法前得到這個成員變量的值，判斷信號是否已經發出，如以下代碼所示：
public class MyWaitNotify2{
MonitorObject myMonitorObject = new MonitorObject();
boolean wasSignalled = false;
public void doWait(){
synchronized(myMonitorObject){
if(!wasSignalled){
try{
myMonitorObject.wait();
} catch(InterruptedException e){...}
}
//clear signal and continue running.
wasSignalled = false;
}
}
public void doNotify(){
synchronized(myMonitorObject){
wasSignalled = true;
myMonitorObject.notify();
}
}
}
我們定義了wasSingalled成員變量用來標示信號是否發出，這從一定程度上保證了信號不會丟失。
4.3 偽喚醒問題
上例中，有時候用于標示信號是否發出的標志位在監聽對象并未調用notify方法時，就被修改成了true，從而導致本不該喚醒的進程被喚醒，喚醒的線程會繼續執行后面的代碼，也就是所謂偽喚醒問題。我們可以將對標志位的判斷由if改為while，讓被喚醒的線程再判斷一次標志位，確定是否喚醒了正確的線程，從而避免偽喚醒問題。
4.4 不能使用字符串常量作為監聽對象
注意，不能使用字符串常量作為監聽對象，因為在JVM中是將字符串常量編譯到同一個對象的。舉個例子，當有兩個對象A和B都使用字符串常量（無論是否同一常量）作為監聽對象，當對象A調用notify方法時，它可能會喚醒對象B等待隊列中的線程，從而造成混亂。
