Java中的notify和notifyAll方法

一、notify和notifyAll方法的作用

Java中的notify和notifyAll方法是用於線程間通信的機制。在多個線程共同競爭一個鎖對象時，當該鎖對象被其中一個線程佔用時，其他線程需要等待，直到佔用該鎖對象的線程釋放鎖。而notify和notifyAll方法可以用來通知其他線程，告知它們可以再次競爭鎖對象了。

二、notify和notifyAll方法的區別

notify方法會隨機選擇一個正在等待該鎖對象的線程進行喚醒，而notifyAll方法會喚醒所有正在等待該鎖對象的線程。

public class TestNotify {
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new WaitThread(), "wait-thread-1");
        Thread thread2 = new Thread(new WaitThread(), "wait-thread-2");      
        Thread thread3 = new Thread(new NotifyThread(), "notify-thread");

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        thread3.start();
    }

    static class WaitThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " enter synchronized block");
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " leave synchronized block");
            }
        }
    }

    static class NotifyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " enter synchronized block");
                lock.notifyAll();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " leave synchronized block");
            }
        }
    }
}

三、notify和notifyAll方法的使用場景

在實際應用中，notify和notifyAll方法一般用於生產者消費者模型中，用來喚醒等待隊列中的消費者線程。在生產者消費者模型中，當生產者向隊列中放入數據時，如果隊列已經滿了，就需要喚醒正在等待的消費者線程；當消費者從隊列中取出數據時，如果隊列已經空了，就需要喚醒正在等待的生產者線程。

public class WaitNotifyExample {

    public static void main(String[] args) {
        Queue queue = new PriorityQueue();

        Thread producer = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i  {
            while (true) {
                synchronized (queue) {
                    while (queue.isEmpty()) {
                        try {
                            queue.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    int number = queue.poll();
                    System.out.println("Consumer: " + number);
                    queue.notifyAll();
                }
            }
        });

        producer.start();
        consumer.start();
    }
}

四、notify和notifyAll方法的注意事項

在使用notify和notifyAll方法時，需要注意以下事項：

1. 必須在同步塊中調用notify和notifyAll方法，否則會拋出IllegalMonitorStateException異常；

2. 如果使用notify方法，則在多線程競爭鎖時並不能保證哪個線程會收到通知，因此一般使用notifyAll方法；

3. notify和notifyAll方法並不是真正釋放鎖，只是喚醒等待隊列中的線程，當前線程還需要執行完同步塊才會釋放鎖。