3.线程间通信
本章需要着重掌握的技术点：
- 使用wait/notify实现线程间的通信
- 生产者/消费者模式的实现
- 方法join的使用
- ThreadLocal类的使用
等待/通知机制
1.不使用等待/通知机制实现线程间通信
做法：使用sleep()和while(true)死循环轮询的方法来实现多个线程间的通信。
缺点:不同地通过while语句轮训机制来检测某一个条件，会浪费CPU资源。如果轮询的时间间隔很小，更浪费CPU资源；如果轮询的时间间隔很大，有可能会取不到想要得到的数据。
解决办法：使用wait/notify机制。
2.等待/通知机制的实现
wait(): 方法wait()的作用是使当前执行代码的线程进行等待,wait()方法是Object类的方法，该方法用来将当前线程置入”预执行队列”中，并且在wait()所在的代码出停止执行，直到接到通知或被中断为止。
1.在调用wait()之前，线程必须过的该对象的对象级别锁，即只有能在同步方法或同步块中调用wait()方法。
2.在执行wait()方法后，当前线程释放锁。在从wait()返回前，线程与其他线程竞争重新获得锁。
3.如果调用wait()方法时没有持有适当的锁，则抛出IllegalMonotorStateException,它是RuntimeException的一个子类，因此，不需要try-catch语句进行捕捉异常。
wait(long): 带一个参数的wait(long)方法的功能是等待某一个时间内是否有线程对锁进行唤醒，如果超过这个时间则自动唤醒。
notify(): 该方法用来通知哪些可能等待该对象的对象锁的其他线程，如果有多个线程等待，则由线程规划器随机挑选出其中一个呈wait状态的线程，对其发出通知notify,并使它等待获取该对象的对象锁。
1.方法notify()也要在同步方法或同步块中调用，即在调用前，线程也必须获得该对象的对象级别锁。
2.如果调用notify()时没有持有适当的锁，也会抛出IllegalMonitorStateException。
3.在执行notify()方法后，当前线程不会马上释放该对象锁，呈wait状态的线程也并不能马上获取该对象锁，要等到执行notify()方法的线程将程序执行完，也就是退出synchronized代码块后，当前线程才会释放锁，而呈wait状态所在的线程才可以获取该对象锁。
4.当第一个获得了该对象锁的wait线程运行完毕以后，它会释放掉该对象锁，此时如果该对象没有再次使用notify语句，则即便该对象已经空闲，其他wait状态等待的线程由于没有得到该对象的通知，还会继续阻塞在wait状态，直到这个对象发出一个notify或notifyAll。
notifyAll(): 该方法可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的”全部”线程从等待状态退出，进入可运行状态。此时，优先级最高的那个线程最先执行，但也有可能是随机执行，因为这要取决于JVM虚拟机的实现。
总结 : 关键字synchronized可以将任何一个Object对象作为同步对象来看待，而Java为每个Object都实现了wait()和notify()方法，它们必须用在被synchronized同步的Object的临界区内。通过调用wait()方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态，同时释放被同步对象的锁。而notify操作可以唤醒一个因调用了wait操作而处于阻塞状态的线程，使其进入就绪状态。被重新唤醒的线程会视图重新获得临界区的控制权，也就是锁，并继续执行临界区内wait之后的代码。如果发出notify操作时没有处于阻塞状态中的线程，那么该命令会被忽略。
线程状态切换
1）新创建一个新的线程对象后，再调用它的start()方法，系统会为此线程分配CPU资源，使其处于Runnable（可运行）状态，这时一个准备运行的阶段。如果线程抢占到CPU资源，此线程就处于Running（运行）状态。
2）Runnable状态和Running状态可互相切换，因为有可能线程运行一段时间后，有其他高优先级的线程抢占了CPU资源，这时此线程就从Running状态变成Runnable状态。
线程进入Runnable状态大体分为如下5种情况：
1. 调用sleep()方法后经过的时间超过了指定的休眠时间。
2. 线程调用的阻塞IO已经返回，阻塞方法执行完毕。
3. 线程成功地获得了视图同步的监视器。
4. 线程正在等待某个通知，其他线程发出了通知。
5. 处于挂起状态的线程调用了resume恢复方法。
3）Blocked是阻塞的意思，例如遇到了一个IO操作，此时CPU处于空闲状态，可能会转而把CPU时间片分配给其他线程，这时也可以成为“暂停”状态。Blocked状态结束后，进入Runnable状态，等待系统重新分配资源。
线程进入Blocked状态大体分为如下5种情况：
1. 线程调用sleep()方法，主动放弃占用的处理器资源。
2. 线程调用了阻塞式IO方法，在该方法返回前，该程序被阻塞。
3. 线程视图获得一个同步监视器，但该同步监视器正在被其他线程所持有。
4. 线程等待某个通知。
5. 线程调用了suspend方法将该线程挂起。此方法容易导致死锁，尽量避免使用该方法。
4）run()方法运行结束后进入销毁阶段，整个线程执行完毕。
生产者/消费者模式实现
等待/通知模式最经典的案例就是”生产者/消费者”模式。但此模式在使用上有几种“变形”，还有一些小的注意事项，但原理都是基于wait/notify的。
通过管道进行线程间通信
Java的JDK中提供了4个类来使线程间通信：
1.PipedInputStream
2.PipedOutputStream
3.PipedReader
4.PipedWriter
1)字节流
PipedInputStream 和 PipedOutputStream
使用PipedInputStream.connect(PipedOutputStream)或者PipedOutputStream.connect(PipedInputStream)可以使两个Stream之间产生通信链接，这样才可以将数据进行输出与输入。
2)字符流
PipedReader 和 PipedWriter
使用PipedReader .connect(PipedWriter)或者PipedWriter.connect(PipedReader )可以使两个Stream之间产生通信链接，这样才可以将数据进行输出与输入。
方法join的使用
前提：在很多情况下，主线程创建并启动子线程，如果子线程中进行大量的耗时运算，主线程往往将早于子线程结束之前结束。这时，如果主线程想等待子线程执行完成之后再结束，比如子线程处理一个数据，主线程要取得这个数据中的值，就要用到join()方法。方法join()的作用是等待线程对象销毁。
方法join的作用是使所属的线程对象X正常执行run()方法中的任务，而使当前线程Z进行无限期的阻塞，等待线程X销毁后再继续执行线程Z后面的代码。
方法join具有使线程排队运行的作用，有些类似同步的运行效果。join与synchronized的区别是：join在内部使用wait()方法进行等待，而sychronized关键字使用的是”对象监视器”原理做为同步。
方法join(long)中的参数是设定等待的时间。
方法join(long)与sleep(long)的区别：方法join(long)的功能在内部是使用wait(long)方法来实现的，所以join(long)方法具有释放锁的特点。而Thread.sleep(long)方法却不释放锁。
类ThreadLocal的使用
前提：变量值的共享可以使用public static变量的形式，所有的线程都是用同一个public static变量。如果想实现每一个线程都有自己的共享变量该如何解决呢？JDK中提供的类ThreadLocal正是为了解决这样的问题。
类ThreadLocal主要解决的就是每个线程绑定自己的值，可以将ThreadLocal类比喻成全局存放数据的盒子，盒子中可以存储每个线程的私有数据。