一、概念解读

synchronized：同步锁，可修饰方法、代码块；
wait：使当前线程进入等待状态，直到锁定对象被唤醒；可指定最大等待时间，自动唤醒；
notify：随机唤醒当前对象上等待的单个线程；
notifyAll：唤醒当前对象上等待的所有线程；

二、sleep?

sleep不会释放锁，而wait会；
wait可不指定时间；
sleep存在Thread中，而wait存在Object中；

三、wait、notify使用场景

synchronized是同步锁，目的是在同步代码块中获取锁，其他线程没持有锁则不能访问，从而保证共享数据线程安全。wait是释放当前对象锁，并且使得当前线程等待，notify（notifyAll）是唤醒对象上等待获取锁的线程，所以wait、notify、notifyAll都必须写在synchronized同步代码区中，否则出现IllegalMonitorStateException异常。

假设一个消费线程，消费操作（减库存）必须是同步的，然后对库存加锁，那么这里就有判断，如果库存不大于0，释放锁，使当前线程等待，知道生产线程（加库存）唤醒，可能很多人这样写：

synchronized(库存){
  if(库存为空){
    库存.wait();
  }
  // 执行消费，减库存
}

咋的一看这样没问题，消费之前判断库存大小，空则释放锁，等待被唤醒，但问题来了，不只是生产线程能够唤醒，可能在其他地方库存被唤醒，但是实际库存并没有变化，就会导致库存大小为负数问题。所以，这里要改为：

synchronized(库存){
  while(库存为空){
    库存.wait();
  }
  // 执行消费，减库存
}

所以wait方法一定是在循环中调用，而不是if语句。

注：有说明notify也是一定要在循环中调用，目前还不知缘由，暂且搁着(*･ω-q)。

四、实践见真理

思路分析：

模拟库存，库存为空时消费线程等待，库存满了时生产线程等待；
执行消费操作后唤醒在库存对象上等待的生产线程，（如果有生产线程等待则可以唤醒继续生产）；
执行生产操作后唤醒在库存对象上等待的消费线程，（如果有消费线程等待则可以唤醒继续消费）；

生产者，将LinkedList比作库存，用一个循环体生产线程：

package com.cjt.concurrent;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

class Producer implements Runnable {

  private final LinkedList<Integer> list;

  Producer(LinkedList<Integer> list) {
    this.list = list;
  }

  @Override
  public void run() {
    while (true) {
      synchronized (list) {
        while (list.size() >= 3) {
          System.out.println("库存已满，等待消费后继续生产");
          try {
            list.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
          }
        }
        System.out.println("开始生产");
        list.add(new Random().nextInt());
        list.notifyAll();
      }
      try {
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

消费者，假设一个消费线程减少一个库存：

package com.cjt.concurrent;

import java.util.LinkedList;

final class Consumer implements Runnable {

  private final LinkedList<Integer> list;

  Consumer(LinkedList<Integer> list){
    this.list = list;
  }

  @Override
  public void run() {
    synchronized(list){
      while (list.isEmpty()) {
        System.out.println("库存为空，等待生产");
        try {
          list.wait();
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
      System.out.println("消费");
      list.remove();
      list.notifyAll();
    }
  }
}

主程序，首先开启生产者线程，创建两个消费者线程：

package com.cjt.concurrent;

import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test {

  private static LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    new Thread(new Producer(list)).start();
    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    new Thread(new Consumer(list)).start();
    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    new Thread(new Consumer(list)).start();
  }
}

TimeUnit真的很好用，实现线程睡眠可替代Thread.sleep()。

运行主程序观察控制台可发现：

开始生产
开始生产
开始生产
库存已满，等待消费后继续生产
消费
开始生产
库存已满，等待消费后继续生产
消费
开始生产
库存已满，等待消费后继续生产

说明库存满后生产者线程wait，然后消费者线程开始消费，消费完成即notify生产者线程继续生产；

可以更换生产者、消费者线程调用顺序：

new Thread(new Consumer(list)).start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
new Thread(new Consumer(list)).start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
new Thread(new Producer(list)).start();

再次观测控制台结果：

库存为空，等待生产
库存为空，等待生产
开始生产
开始生产
开始生产
库存已满，等待消费后继续生产
消费
消费
开始生产
开始生产
库存已满，等待消费后继续生产

在开始两个消费者启用没有库存导致消费者线程wait，待生产者线程生产完毕后notify消费者开始消费，消费后即通知生产者开始生产；

五、举个例子

使用wait、notify实现两个线程交替相加；

package com.cjt;

import java.util.concurrent.atomic.LongAdder;

public class App {

    public static void main(String[] args) {
        LongAdder count = new LongAdder();
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                synchronized (count) {
                    while (count.intValue() % 2 == 0) {
                        try {
                            count.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }

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

                    count.increment();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count.intValue());
                    count.notify();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            while (true) {
                synchronized (count) {
                    while (count.intValue() % 2 == 1) {
                        try {
                            count.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }

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

                    count.increment();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count.intValue());
                    count.notify();
                }
            }
        }).start();
    }
}

运行日志：

Thread-1:1
Thread-0:2
Thread-1:3
Thread-0:4
...

使用LongAdder作为共享变量，一个线程判断为奇数加1并notify该共享变量上等待的线程，为偶数则wait等待，另一个线程刚好相反；

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wait、notify实现线程间通讯

一、概念解读

二、sleep?

三、wait、notify使用场景

四、实践见真理

五、举个例子