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java 并发编程:线程间通信

线程作为程序内部的多个执行流，相互之间是可以进行通信的。

线程间通信可以通过多种方式来进行，例如：线程间可以通过共享变量进行通信，使每个线程根据共享变量的值进行操作和运算，当通过共享变量进行通信时，通常需要引入线程同步控制；线程间也可以通过 wait()、notify()和 notifyAll() 等方法进行通信。

等待集合(Wait-sets)就像候车室一样，当线程调用 wait() 方法发生等待后，都要进入到该等待集合中，除非发生一下情况，否则线程会一直在该等待集合中。

wait()、notify()或 notifyAll() 方法是类 Object 中定义的方法，由于 Java 中的类都是 Object 类中的子类，因此在 Java 语言中任何类的对象都可以调用这些方法，但这些方法更多的是在多线程环境中使用。

wait() 方法调用的一般形式:

对象名.wait()

称作线程在对象上的等待，作用是把当前线程放入对象的等待集合中。

很多情况下，都是在当前对象上调用 wait() 方法，即 this.wait() ，而 this 又可以省去，所以只有一个 wait() 来表示等待，表示在当前对象上等待。

wait() 方法通常需要放入以 synchronized() 方法修饰的语句块或方法中，如果在 synchronized 外调用 wait() 方法，运行时刻 Java 虚拟机会抛出 IllegalMonitorException 异常。

当线程调用 wait() 方法后，Java 虚拟机会让当前线程进入到休眠状态，并释放对象的同步锁的控制权，允许其他线程执行同步代码块，要唤醒该线程，需要在一个对象上调用 notify() 或 notifyAll() 方法。

线程不能一直待在等待集合中，必须有方法对其进行唤醒 notify() 方法可以对线程进行唤醒。

当调用某个对象的 notify() 方法时，将从该对象等待集合中选择一个等待的线程唤醒，唤醒的线程将从等待集合中删除。

notifyAll() 方法会将所有在等待集合中的线程唤醒，但由于所有被唤醒的线程仍然要去争用 synchronized 锁，而 synchronized 锁具有排他性，最终只有一个线程获得该锁，进入执行状态，其他的线程仍然要继续等待。

线程进入临界区后，往往需要等待某个条件满足才能继续执行。如:消费者需要等待缓冲区有产品后才能消费。

从 JDK1.5 版本开始引入了条件变量(Condition Variables)。条件变量也被称为条件队列(Condition Queues),是由接口 Condition 定义的，它可以让一个线程在条件不满足的情况下一直等待，直到有其他线程唤醒它。

接口 Condition 与 JDK1.5 版本之前的 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法操作有以下 4 个不同：

它允许在一个对象上有多个等待集合。
当 synchronized 锁被 Lock 锁对象替换后，相应的对象监视器方法也要用 await()、signal() 和 signalAll() 方法操作替代。
Condition 对象与在对象监视器上的方法 wait()、notify() 和 notifyAll() 的行为和语义不同。Condition 对象在唤醒线程的次序上与对象监视上的方法不同，并且唤醒时不要求一定持有 Lock 对象锁。
Condition 接口的实例有一个对象，在 synchronized 控制访问内，可以在 Condition 对象实例上调用方法 wait()、notify和 notifyAll()。

由于要对共享状态进行操作，所以 Condition 对象一般是要包含在同步操作中，Lock 对象为 Condition 提供了这种同步操作。Condition 对象通常被绑定到 Lock 对象上，要创建一个 Condition 对象实例，须要 Lock 的方法 newCondition()。