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一、线程间通信
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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
2.1 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争（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。
2.2 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。它还要等着别的线程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。
注意：
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。
总结如下：
- 如果能获取锁，线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态；
- 否则，从 wait set 出来，又进入 entry set，线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态
2.4 调用wait和notify方法需要注意的细节
- 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。
- 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。
- 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。
三、生产者与消费者问题
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。
案例分析图解：
代码演示：
包子资源类：
/** * 资源类：包子类 * 设置包子的属性： * 皮 * 馅 * 包子的状态：有 true,，没有 false */
public class Baozi {
String pier ;
String xianer ;
boolean flag = false ;//包子资源 是否存在 包子资源状态
}
包子铺线程类：
/** * 生产者（包子铺）类：是一个线程类，可以继承Thread * 设置线程任务（run）:生产包子 * 对包子的状态进行判断 * true:有包子 * 包子铺调用wait方法进入等待状态 * false:没有包子 * 包子铺生产包子 * 增加一些趣味性：交替生产两种包子 * 包子铺生产好包子 * 修改包子的状态为true 有 * 唤醒吃货线程，让吃货线程吃包子 * * 注意： * 包子铺线程和包子线程关系--->通信（互斥） * 必须使用同步技术保证两个线程只能有一个在执行 * 锁对象必须保证唯一，可以使用包子对象作为锁对象 * 1. 需要在成员位置创建一个包子变量 * 2. 使用带参数的构造方法，为这个包子变量赋值 */
public class BaoZiPu extends Thread {
//1. 需要在成员位置创建一个包子变量
private BaoZi bz;
//2.使用带参数构造方法，为这个包子变量赋值
public BaoZiPu(String name, BaoZi bz) {
super(name);
this.bz = bz;
}
//设置线程任务（run）:生产包子
@Override
public void run() {
//定义一个变量
int count = 0;
//让包子铺一直生产包子
while (true) {
//必须使用同步技术保证两个线程只能有一个在执行
synchronized (bz) {
//对包子的状态进行判断
if (bz.flag) {
// 包子铺调用wait方法进入等待状态
try {
bz.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//被唤醒之后执行，包子铺生产包子
//增加一些趣味性：交替生产两种包子
if (count % 2 == 0) {
// 冰皮 五仁
bz.pier = "冰皮";
bz.xianer = "五仁";
} else {
// 薄皮 牛肉大葱
bz.pier = "薄皮";
bz.xianer = "牛肉大葱";
}
count++;
System.out.println("包子铺正在生产：" + bz.pier + bz.xianer + "包子");
//生产包子需要3秒钟
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//包子铺生产好包子
//修改包子的状态为true 有
bz.flag = true;
//唤醒吃货线程，让吃货线程吃包子
bz.notify();
System.out.println("包子铺已经生产好了" + bz.pier + bz.xianer + "包子，吃货可以开始吃了");
}
}
}
}
吃货线程类：
/** * 消费者（吃货）类：是一个线程类，可以继承Thread * 设置线程任务（run）:吃包子 * 对包子的状态进行判断 * false: 没有包子 * 吃货调用wait方法进入等待状态 * true:有包子 * 吃货吃包子 * 吃货吃完包子 * 修改包子的状态为false 没有 * 吃货唤醒包子铺线程，生产包子 */
public class ChiHuo extends Thread {
//1. 需要在成员位置创建一个包子变量
private BaoZi bz;
//2.使用带参数构造方法，为这个包子变量赋值
public ChiHuo(String name, BaoZi bz) {
super(name);
this.bz = bz;
}
//设置线程任务（run）:吃包子
@Override
public void run() {
//使用死循环，让吃货一直吃包子
while (true){
synchronized (bz){
//对包子的状态进行判断
if (bz.flag==false){
//吃货调用wait方法进入等待状态
try {
bz.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//被唤醒之后执行的代码，吃包子
System.out.println("吃货正在吃："+bz.pier+bz.xianer+"的包子");
//吃货吃完包子
//修改包子的状态为false 没有
bz.flag=false;
//吃货唤醒包子铺线程，生产包子
bz.notify();
System.out.println("吃货已经把"+bz.pier+bz.xianer+"的包子吃完了，包子铺开始生产包子");
System.out.println("-----------------------------------------");
}
}
}
}
测试类：
/** * 测试类： * 包含main方法，程序执行的入口，启动程序 * 创建包子对象 * 创建包子铺线程，开启，生产包子 * 创建吃货线程，开启，吃包子 */
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//创建包子对象
BaoZi baoZi=new BaoZi();
//创建包子铺线程，开启，生产包子
new BaoZiPu("包子铺",baoZi).start();
//创建吃货线程，开启，吃包子
new ChiHuo("吃货",baoZi).start();
}
}
执行效果：
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