线程通信

引言：生产者-消费者问题 经典场景：生产者生产数据→放入队列→消费者从队列取数据。 问题： 队列满时，生产者如何等待？ 队列空时，消费者如何等待？ 如何通知对方继续工作？ 这就是 wait/notify 机制要解决的问题。 一、wait/notify基础 1.1 三个核心方法 public class Object { // 释放锁，进入等待队列 public final void wait() throws InterruptedException {} // 释放锁，等待指定时间 public final void wait(long timeout) throws InterruptedException {} // 唤醒一个等待线程 public final void notify() {} // 唤醒所有等待线程 public final void notifyAll() {} } 关键约束：必须在 synchronized 块中调用！ 1.2 工作原理 对象监视器（Monitor）结构 ┌─────────────────────────────────────┐ │ Object Monitor │ │ │ │ Entry Set（入口队列） │ │ ┌───────┐ ┌───────┐ │ │ │线程2 │ │线程3 │ ← BLOCKED │ │ └───────┘ └───────┘ │ │ ↓ │ │ ┌────────────┐ │ │ │ Owner │ ← RUNNABLE │ │ │ (线程1) │ │ │ └────────────┘ │ │ ↓ wait() │ │ Wait Set（等待队列） │ │ ┌───────┐ ┌───────┐ │ │ │线程4 │ │线程5 │ ← WAITING │ │ └───────┘ └───────┘ │ │ ↑ notify() │ └─────────────────────────────────────┘ 二、生产者-消费者实现 2.1 标准实现 class SharedQueue { private Queue<Integer> queue = new LinkedList<>(); private int capacity = 5; // 生产 public synchronized void produce(int value) throws InterruptedException { while (queue.size() == capacity) { // ← 用while，不是if System.out.println("队列满，生产者等待"); wait(); // 释放锁，进入等待 } queue.offer(value); System.out.println("生产: " + value); notifyAll(); // 唤醒消费者 } // 消费 public synchronized int consume() throws InterruptedException { while (queue.isEmpty()) { // ← 用while，不是if System.out.println("队列空，消费者等待"); wait(); } int value = queue.poll(); System.out.println("消费: " + value); notifyAll(); // 唤醒生产者 return value; } } 2.2 为什么用while不用if？ // ❌ 错误：使用if if (queue.isEmpty()) { wait(); // 被唤醒后直接往下执行 } int value = queue.poll(); // ← 可能queue仍然为空！ // ✅ 正确：使用while while (queue.isEmpty()) { wait(); // 被唤醒后重新检查条件 } int value = queue.poll(); // 确保queue不为空 原因：虚假唤醒（Spurious Wakeup） ...