多线程通信（wait/notify）

线程通信概念：线程是操作系统中独立的个体，但这些个体如果不经过特殊的处理就不能成为一个整体，线程间的通信就成为整体的必用方式之一。当线程存在通信指挥，系统间的交互性会更强大，在提高CPU利用率的同时就会使开发人员对线程任务在处理的过程中进行有效的把握和监督。

使用wait/notify方法实现线程间的通信。（注意这两个方法都是Object的类的方，换句话说java为所有的对象都提供了这两个方法）

1. wait和notify必须配合synchronized关键字使用
2. wait方法释放锁，notify方法不释放锁

实例一：

public class ListAdd1 {
    private volatile static List list = new ArrayList();    
    
    public void add(){
        list.add("bjsxt");
    }
    public int size(){
        return list.size();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        final ListAdd1 list1 = new ListAdd1();
        
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    for(int i = 0; i <10; i++){
                        list1.add();
                        System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "添加了一个元素..");
                        Thread.sleep(500);
                    }    
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "t1");
        
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    if(list1.size() == 5){
                        System.out.println("当前线程收到通知：" + Thread.currentThread().getName() + " list size = 5 线程停止..");
                        throw new RuntimeException();
                    }
                }
            }
        }, "t2");        
        
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

存在的问题：线程t2是一个死循环，一直在监视list的size是否等于5，这是非常不好的，t2一直在运行，消耗CPU。

那么有什么办法来提高呢？

实例二：

使用java通信的方式（wait/notify）来优化代码

/**
 * wait notfiy 方法，wait释放锁，notfiy不释放锁
 *
 */
public class ListAdd2 {
    private volatile static List list = new ArrayList();    
    
    public void add(){
        list.add("bjsxt");
    }
    public int size(){
        return list.size();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        final ListAdd2 list2 = new ListAdd2();
        
        // 1 实例化出来一个 lock
        // 当使用wait 和 notify 的时候 ， 一定要配合着synchronized关键字去使用
        final Object lock = new Object();
        
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    synchronized (lock) {
                        for(int i = 0; i <10; i++){
                            list2.add();
                            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "添加了一个元素..");
                            Thread.sleep(500);
                            if(list2.size() == 5){
                                System.out.println("已经发出通知..");
                                lock.notify();
                            }
                        }                        
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }, "t1");
        
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lock) {
                    if(list2.size() != 5){
                        try {
                            System.out.println("t2进入...");
                            lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "收到通知线程停止..");
                    throw new RuntimeException();
                }
            }
        }, "t2");    
        
        t2.start();
        t1.start();
        
    }
    
}

结果：从下面结果可以看出notify执行后并不释放锁，直到执行完后才释放锁

t2进入...
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
已经发出通知..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t2收到通知线程停止..
Exception in thread "t2" java.lang.RuntimeException
	at com.bjsxt.base.conn008.ListAdd2$2.run(ListAdd2.java:66)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

存在的问题： list的size等于5的时候，t2并没有立即执行，因为t1还没有释放锁，要等到t1执行完后才释放锁，所以t2执行就不及时了

还有什么办法优化代码呢？

实例三：

使用java.util.concurrent包下面的CountDownLatch

/**
 * wait notfiy 方法，wait释放锁，notfiy不释放锁
 *
 */
public class ListAdd2 {
    private volatile static List list = new ArrayList();    
    
    public void add(){
        list.add("bjsxt");
    }
    public int size(){
        return list.size();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        final ListAdd2 list2 = new ListAdd2();
        
        // 1 实例化出来一个 lock
        // 当使用wait 和 notify 的时候 ， 一定要配合着synchronized关键字去使用
        //final Object lock = new Object();
        
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
        
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    //synchronized (lock) {
                        for(int i = 0; i <10; i++){
                            list2.add();
                            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "添加了一个元素..");
                            Thread.sleep(500);
                            if(list2.size() == 5){
                                System.out.println("已经发出通知..");
                                countDownLatch.countDown();
                                //lock.notify();
                            }
                        }                        
                    //}
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }, "t1");
        
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //synchronized (lock) {
                    if(list2.size() != 5){
                        try {
                            //System.out.println("t2进入...");
                            //lock.wait();
                            countDownLatch.await();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "收到通知线程停止..");
                    throw new RuntimeException();
                //}
            }
        }, "t2");    
        
        t2.start();
        t1.start();
        
    }
    
}

结果：当list的size等于5的时候，t2马上被执行了，而且t1并不影响

当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
已经发出通知..
Exception in thread "t2" 当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t2收到通知线程停止..
java.lang.RuntimeException
	at com.bjsxt.base.conn008.ListAdd2$2.run(ListAdd2.java:70)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..
当前线程：t1添加了一个元素..