java 为什么wait(),notify(),notifyAll()必须在同步方法/代码块中调用？

在Java中，所有对象都能够被作为"监视器monitor"——指一个拥有一个独占锁，一个入口队列和一个等待队列的实体entity。所有对象的非同步方法都能够在任意时刻被任意线程调用，此时不需要考虑加锁的问题。而对于对象的同步方法来说，在任意时刻有且仅有一个拥有该对象独占锁的线程能够调用它们。例如，一个同步方法是独占的。如果在线程调用某一对象的同步方法时，对象的独占锁被其他线程拥有，那么当前线程将处于阻塞状态，并添加到对象的入口队列中。

只有在调用线程拥有某个对象的独占锁时，才能够调用该对象的wait(),notify()和notifyAll()方法。这一点通常不会被程序员注意，因为程序验证通常是在对象的同步方法或同步代码块中调用它们的。如果尝试在未获取对象锁时调用这三个方法，那么你将得到一个"java.lang.IllegalMonitorStateException:current thread not owner"。

当一个线程正在某一个对象的同步方法中运行时调用了这个对象的wait()方法，那么这个线程将释放该对象的独占锁并被放入这个对象的等待队列。注意，wait()方法强制当前线程释放对象锁。这意味着在调用某对象的wait()方法之前，当前线程必须已经获得该对象的锁。因此，线程必须在某个对象的同步方法或同步代码块中才能调用该对象的wait()方法。

当某线程调用某对象的notify()或notifyAll()方法时，任意一个(对于notify())或者所有(对于notifyAll())在该对象的等待队列中的线程，将被转移到该对象的入口队列。接着这些队列(译者注:可能只有一个)将竞争该对象的锁，最终获得锁的线程继续执行。如果没有线程在该对象的等待队列中等待获得锁，那么notify()和notifyAll()将不起任何作用。在调用对象的notify()和notifyAll()方法之前，调用线程必须已经得到该对象的锁。因此，必须在某个对象的同步方法或同步代码块中才能调用该对象的notify()或notifyAll()方法。

对于处于某对象的等待队列中的线程，只有当其他线程调用此对象的notify()或notifyAll()方法时才有机会继续执行。

调用wait()方法的原因通常是，调用线程希望某个特殊的状态(或变量)被设置之后再继续执行。调用notify()或notifyAll()方法的原因通常是，调用线程希望告诉其他等待中的线程:"特殊状态已经被设置"。这个状态作为线程间通信的通道，它必须是一个可变的共享状态(或变量)。

例如，生产者线程向缓冲区中写入数据，消费者线程从缓冲区中读取数据。消费者线程需要等待直到生产者线程完成一次写入操作。生产者线程需要等待消费者线程完成一次读取操作。假设wait(),notify(),notifyAll()方法不需要加锁就能够被调用。此时消费者线程调用wait()正在进入状态变量的等待队列(译者注:可能还未进入)。在同一时刻，生产者线程调用notify()方法打算向消费者线程通知状态改变。那么此时消费者线程将错过这个通知并一直阻塞。因此，对象的wait(),notify(),notifyAll()方法必须在该对象的同步方法或同步代码块中被互斥地调用。

三。 wait()与sleep()的区别
sleep()方法是Thread类的静态方法，不涉及到线程间同步概念，仅仅为了让一个线程自身获得一段沉睡时间。sleep可以在任何地方使用。
wait()方法是object类的方法，解决的问题是线程间的同步，该过程包含了同步锁的获取和释放，调用wait方法将会将调用者的线程挂起，直到其他线程调用同一个对象的notify()方法才会重新激活调用者。
注意:线程调用notify()之后，只有该线程完全从
synchronized代码里面执行完毕后，monitor才会被释放，被唤醒线程才可以真正得到执行权。

 今天同学写个手机游戏，用蓝牙传输数据的时候丢包，问我解决方案，我提出的方案是：用多线程发送数据并要求对方回送ack号，如果在一定时间内没收到就要重发，如果收到了就要自身wait，那么这要用到多线了，开始写了几个老是报错，就在网上找了找这方面的资料，终于解决了，呵呵！下面我把这篇写的比较全面的文章转载过来，做个笔记，希望能帮助更多的用多线程出现问题的朋友们。

 

wait与notify是java同步机制中重要的组成部分。结合与synchronized关键字使用，可以建立很多优秀的同步模型。

      synchronized(this){}等价与public synchronized void method(){.....}

      同步分为类级别和对象级别，分别对应着类锁和对象锁。类锁是每个类只有一个，如果static的方法被synchronized关键字修饰，则在这个方法被执行前必须获得类锁；对象锁类同。

      首先，调用一个Object的wait与notify/notifyAll的时候，必须保证调用代码对该Object是同步的，也就是说必须在作用等同于synchronized(obj){......}的内部才能够去调用obj的wait与notify/notifyAll三个方法，否则就会报错：

      java.lang.IllegalMonitorStateException: current thread not owner

      在调用wait的时候，线程自动释放其占有的对象锁，同时不会去申请对象锁。当线程被唤醒的时候，它才再次获得了去获得对象锁的权利。

      所以，notify与notifyAll没有太多的区别，只是notify仅唤醒一个线程并允许它去获得锁，notifyAll是唤醒所有等待这个对象的线程并允许它们去获得对象锁，只要是在synchronied块中的代码，没有对象锁是寸步难行的。其实唤醒一个线程就是重新允许这个线程去获得对象锁并向下运行。

       顺便说一下notifyall，虽然是对每个wait的对象都调用一次notify，但是这个还是有顺序的，每个对象都保存这一个等待对象链，调用的顺序就是这个链的顺序。其实启动等待对象链中各个线程的也是一个线程，在具体应用的时候，需要注意一下。

class ThreadA

{

    public static void main(String[] args)

    {

      ThreadB b=new ThreadB();

      b.start();

      System.out.println("b is start....");

      synchronized(b)//括号里的b是什么意思,起什么作用?

      {

        try

        {

System.out.println("Waiting for b to complete...");

b.wait();//这一句是什么意思，究竟让谁wait?

          System.out.println("Completed.Now back to main thread");

        }catch (InterruptedException e){}

      }

      System.out.println("Total is :"+b.total);

     }

}

class ThreadB extends Thread

{

    int total;

    public void run()

    {

      synchronized(this)

      {

        System.out.println("ThreadB is running..");

        for (int i=0;i<100;i++ )

        {

          total +=i;

          System.out.println("total is "+total);

        }

        notify();

      }

    }

}

要分析这个程序,首先要理解notify()和wait(),为什么在前几天纪录线程的时候没有纪录这两个方法呢,因为这两个方法本来就不属于Thread类,而是属于最底层的object基础类的,也就是说不光是Thread，每个对象都有notify和wait的功能，为什么？因为他们是用来操纵锁的,而每个对象都有锁,锁是每个对象的基础,既然锁是基础的,那么操纵锁的方法当然也是最基础了.

再往下看之前呢,首先最好复习一下Think in Java的14.3.1中第3部分内容：等待和通知,也就是wait()和notify了.

按照Think in Java中的解释:"wait()允许我们将线程置入“睡眠”状态，同时又“积极”地等待条件发生改变.而且只有在一个notify()或notifyAll()发生变化的时候，线程才会被唤醒，并检查条件是否有变."

    我们来解释一下这句话.

    "wait()允许我们将线程置入“睡眠”状态",也就是说,wait也是让当前线程阻塞的,这一点和sleep或者suspend是相同的.那和sleep,suspend有什么区别呢?

     区别在于"(wait)同时又“积极”地等待条件发生改变",这一点很关键,sleep和suspend无法做到.因为我们有时候需要通过同步（synchronized）的帮助来防止线程之间的冲突，而一旦使用同步,就要锁定对象，也就是获取对象锁,其它要使用该对象锁的线程都只能排队等着,等到同步方法或者同步块里的程序全部运行完才有机会.在同步方法和同步块中,无论sleep()还是suspend()都不可能自己被调用的时候解除锁定,他们都霸占着正在使用的对象锁不放.

     而wait却可以,它可以让同步方法或者同步块暂时放弃对象锁,而将它暂时让给其它需要对象锁的人(这里应该是程序块,或线程)用,这意味着可在执行wait()期间调用线程对象中的其他同步方法!在其它情况下(sleep啊,suspend啊),这是不可能的.

     但是注意我前面说的,只是暂时放弃对象锁,暂时给其它线程使用,我wait所在的线程还是要把这个对象锁收回来的呀.wait什么?就是wait别人用完了还给我啊！

     好,那怎么把对象锁收回来呢?

     第一种方法,限定借出去的时间.在wait()中设置参数,比如wait(1000),以毫秒为单位,就表明我只借出去1秒中,一秒钟之后,我自动收回.

     第二种方法,让借出去的人通知我,他用完了,要还给我了.这时,我马上就收回来.哎,假如我设了1小时之后收回,别人只用了半小时就完了,那怎么办呢?靠!当然用完了就收回了,还管我设的是多长时间啊.

     那么别人怎么通知我呢?相信大家都可以想到了,notify(),这就是最后一句话"而且只有在一个notify()或notifyAll()发生变化的时候，线程才会被唤醒"的意思了.

     因此,我们可将一个wait()和notify()置入任何同步方法或同步块内部，无论在那个类里是否准备进行涉及线程的处理。而且实际上,我们也只能在同步方法或者同步块里面调用wait()和notify().

     这个时候我们来解释上面的程序,简直是易如反掌了.

     synchronized(b){...}；的意思是定义一个同步块,使用b作为资源锁。b.wait();的意思是临时释放锁，并阻塞当前线程,好让其他使用同一把锁的线程有机会执行,在这里要用同一把锁的就是b线程本身.这个线程在执行到一定地方后用notify()通知wait的线程,锁已经用完,待notify()所在的同步块运行完之后,wait所在的线程就可以继续执行