为什么wait()方法要放在同步块以及wait和notify的用法
原文链接：https://www.cnblogs.com/Joy-Hu/p/10693969.html
一、为什么wait()方法要放在同步块
回顾一下，如果wait()方法不在同步块中，代码的确会抛出异常:
public class WaitInSyncBlockTest {
@Test
public void test() {
try {
new Object().wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果是：
Exception in thread "main" java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
at com.kzx.test.juc.WaitInSyncBlockTest.main(WaitInSyncBlockTest.java:7)
1.Lost Wake-Up Problem：多线程编程里面臭名昭著的问题
这个问题并不是说只在Java语言中会出现，而是会在所有的多线程环境下出现。
假如有两个线程，一个消费者线程，一个生产者线程。生产者线程的任务可以简化成将count加一，而后唤醒消费者；消费者则是将count减一，而后在减到0的时候陷入睡眠：
生产者伪代码：
count+1;
notify();
消费者伪代码：
while(count<=0){
wait();
}
count--;
熟悉多线程的朋友一眼就能够看出来，这里面有问题。什么问题呢？
生产者是两个步骤：
1、count+1;
2、notify();
消费者也是两个步骤：
1、检查count值；
2、睡眠或者减一；
万一这些步骤混杂在一起呢？比如说，初始的时候count等于0，这个时候消费者检查count的值，发现count小于等于0的条件成立；就在这个时候，发生了上下文切换，生产者进来了，噼噼啪啪一顿操作，把两个步骤都执行完了，也就是发出了通知，准备唤醒一个线程。这个时候消费者刚决定睡觉，还没睡呢，所以这个通知就会被丢掉。紧接着，消费者就睡过去了……
这就是所谓的lost wake up问题。
那么怎么解决这个问题呢？
现在我们应该就能够看到，问题的根源在于，消费者在检查count到调用wait()之间，count就可能被改掉了。
这就是一种很常见的竞态条件。
很自然的想法是，让消费者和生产者竞争一把锁，竞争到了的，才能够修改count的值。
于是生产者的代码是:
tryLock();
count+1;
notify();
releaseLock();
消费者的代码是:
tryLock();
while(count<=0){
wait();
}
count--;
releaseLock();
注意的是，我这里将两者的两个操作都放进去了同步块中。
终极答案
所以，我们可以总结到，为了避免出现这种lost wake up问题，在这种模型之下，总应该将我们的代码放进去的同步块中。
Java强制我们的wait()/notify()调用必须要在一个同步块中，就是不想让我们在不经意间出现这种lost wake up问题。
不仅仅是这两个方法，包括java.util.concurrent.locks.Condition的await()/signal()也必须要在同步块中。
准确的来说，即便是我们自己在实现自己的锁机制的时候，也应该要确保类似于wait()和notify()这种调用，要在同步块内，防止使用者出现lost wake up问题
Java的这种检测是很严格的。它要求的是，一定要处于锁对象的同步块中。举例来说：
private Object obj = new Object();
private Object anotherObj = new Object();
@Test
public void produce(){
synchronized(obj){
try{
anotherObj.notify();;
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
这样是没有什么卵用的。一样出现IllegalMonitorStateException。
二、wait和notify的用法
1.wait()、notify()和notifyAll()
1）wait()、notify()和notifyAll()方法是本地方法，并且为final方法，无法被重写。
2）调用某个对象的wait()方法能让当前线程阻塞，并且当前线程必须拥有此对象的monitor（即锁，或者叫管程）
3）调用某个对象的notify()方法能够唤醒一个正在等待这个对象的monitor的线程，如果有多个线程都在等待这个对象的monitor，则只能唤醒其中一个线程；
4）调用notifyAll()方法能够唤醒所有正在等待这个对象的monitor的线程；
2.用法
/**
* wait()&¬ify()方法
* 这两个方法是在Object中定义的，用于协调线程同步，比join更加灵活
*/
public class NotifyDemo {
public static void main(String[] args) {
//写两个线程 1.图片下载
Object obj=new Object();
Thread download=new Thread(){
public void run() {
System.out.println("开始下载图片");
for (int i = 0; i < 101; i+=10) {
System.out.println("down"+i+"%");
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("图片下载成功");
synchronized (obj) {
obj.notify();//唤起
}
System.out.println("开始下载附件");
for (int i = 0; i < 101; i+=10) {
System.out.println("附件下载"+i+"%");
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("附件下载成功");
}
};
//2.图片展示
Thread show=new Thread(){
public void run(){
synchronized (obj) {
try {
obj.wait();//阻塞当前
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("show:开始展示图片");
System.out.println("图片展示完毕");
}
}
};
download.start();
show.start();
}
}
运行结果截图：
如果不使用wait()和notify(),运行结果将是这样，图片还未下载完就已经开始展示，不符合正常逻辑：
3.执行过程
wait和notify方法均可释放对象的锁，但wait同时释放CPU控制权，即它后面的代码停止执行，线程进入阻塞状态，而notify方法不立刻释放CPU控制权，而是在相应的synchronized(){}语句块执行结束，再自动释放锁。
释放锁后，JVM会在等待resoure的线程中选取一线程，赋予其对象锁，唤醒线程，继续执行。这样就提供了在线程间同步、唤醒的操作
4.sleep区别
1》前三个方法是Object的本地final方法，sleep方法是Thead类的静态方法。
2》wait使当前线程阻塞，前提是必须先获得锁，所以只能在synchronized锁范围内里使用wait、notify/notifyAll方法，而sleep可以在任何地方使用。
3》Thread.sleep()与Object.wait()二者都可以暂停当前线程，释放CPU控制权，主要的区别在于Object.wait()在释放CPU同时，释放了对象锁的控制，而在同步块中的Thread.sleep()方法并不释放锁，仅释放CPU控制权。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_41140741/article/details/81488663