Java线程之线程的交互
线程交互是比较复杂的问题，SCJP要求不很基础：给定一个场景，编写代码来恰当使用等待、通知和通知所有线程。
一、线程交互的基础知识
SCJP所要求的线程交互知识点需要从java.lang.Object的类的三个方法来学习：
void notify()
唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
void notifyAll()
唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
void wait()
导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify()方法或 notifyAll()方法。
当然，wait()还有另外两个重载方法：
void wait(long timeout)
导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify()方法或 notifyAll()方法，或者超过指定的时间量。
void wait(long timeout, int nanos)
导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify()方法或 notifyAll()方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量。
以上这些方法是帮助线程传递线程关心的时间状态。
关于等待/通知，要记住的关键点是：
必须从同步环境内调用wait()、notify()、notifyAll()方法。线程不能调用对象上等待或通知的方法，除非它拥有那个对象的锁。
wait()、notify()、notifyAll()都是Object的实例方法。与每个对象具有锁一样，每个对象可以有一个线程列表，他们等待来自该信号（通知）。线程通过执行对象上的wait()方法获得这个等待列表。从那时候起，它不再执行任何其他指令，直到调用对象的notify()方法为止。如果多个线程在同一个对象上等待，则将只选择一个线程（不保证以何种顺序）继续执行。如果没有线程等待，则不采取任何特殊操作。
下面看个例子就明白了：
/**
* 计算输出其他线程锁计算的数据
*
* @author leizhimin 2008-9-15 13:20:38
*/
publicclass ThreadA {
publicstaticvoid main(String[] args) {
ThreadB b = new ThreadB();
//启动计算线程
b.start();
//线程A拥有b对象上的锁。线程为了调用wait()或notify()方法，该线程必须是那个对象锁的拥有者
synchronized (b) {
try {
System.out.println("等待对象b完成计算。。。");
//当前线程A等待
b.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("b对象计算的总和是：" + b.total);
}
}
}
/**
* 计算1+2+3 ... +100的和
*
* @author leizhimin 2008-9-15 13:20:49
*/
publicclass ThreadBextends Thread {
int total;
publicvoid run() {
synchronized (this) {
for (int i = 0; i < 101; i++) {
total += i;
}
//（完成计算了）唤醒在此对象监视器上等待的单个线程，在本例中线程A被唤醒
notify();
}
}
}
等待对象b完成计算。。。
b对象计算的总和是：5050
千万注意：
当在对象上调用wait()方法时，执行该代码的线程立即放弃它在对象上的锁。然而调用notify()时，并不意味着这时线程会放弃其锁。如果线程荣然在完成同步代码，则线程在移出之前不会放弃锁。因此，只要调用notify()并不意味着这时该锁变得可用。
二、多个线程在等待一个对象锁时候使用notifyAll()
在多数情况下，最好通知等待某个对象的所有线程。如果这样做，可以在对象上使用notifyAll()让所有在此对象上等待的线程冲出等待区，返回到可运行状态。
下面给个例子：
/**
* 计算线程
*
* @author leizhimin 2008-9-20 11:15:46
*/
publicclass Calculatorextends Thread {
int total;
publicvoid run() {
synchronized (this) {
for (int i = 0; i < 101; i++) {
total += i;
}
}
//通知所有在此对象上等待的线程
notifyAll();
}
}
/**
* 获取计算结果并输出
*
* @author leizhimin 2008-9-20 11:15:22
*/
publicclass ReaderResultextends Thread {
Calculator c;
public ReaderResult(Calculator c) {
this.c = c;
}
publicvoid run() {
synchronized (c) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread() + "等待计算结果。。。");
c.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "计算结果为：" + c.total);
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
Calculator calculator = new Calculator();
//启动三个线程，分别获取计算结果
new ReaderResult(calculator).start();
new ReaderResult(calculator).start();
new ReaderResult(calculator).start();
//启动计算线程
calculator.start();
}
}
运行结果：
Thread[Thread-1,5,main]等待计算结果。。。
Thread[Thread-2,5,main]等待计算结果。。。
Thread[Thread-3,5,main]等待计算结果。。。
Exception in thread "Thread-0" java.lang.IllegalMonitorStateException: current thread not owner
at java.lang.Object.notifyAll(Native Method)
at threadtest.Calculator.run(Calculator.java:18)
Thread[Thread-1,5,main]计算结果为：5050
Thread[Thread-2,5,main]计算结果为：5050
Thread[Thread-3,5,main]计算结果为：5050
运行结果表明，程序中有异常，并且多次运行结果可能有多种输出结果。这就是说明，这个多线程的交互程序还存在问题。究竟是出了什么问题，需要深入的分析和思考，下面将做具体分析。
实际上，上面这个代码中，我们期望的是读取结果的线程在计算线程调用notifyAll()之前等待即可。但是，如果计算线程先执行，并在读取结果线程等待之前调用了notify()方法，那么又会发生什么呢？这种情况是可能发生的。因为无法保证线程的不同部分将按照什么顺序来执行。幸运的是当读取线程运行时，它只能马上进入等待状态----它没有做任何事情来检查等待的事件是否已经发生。 ----因此，如果计算线程已经调用了notifyAll()方法，那么它就不会再次调用notifyAll()，----并且等待的读取线程将永远保持等待。这当然是开发者所不愿意看到的问题。
因此，当等待的事件发生时，需要能够检查notifyAll()通知事件是否已经发生。
安得广厦千万间，大庇天下寒士俱欢颜