在前面介绍了关于线程同步的相关知识，而在现实中除了考虑线程之间的同步，很多时候还需要线程之间的协作。比如两个线程分别负责奇数和偶数的输出，还有经典的“生产者-消费者”模型都是需要线程之间进行协作的。

Java中有很多方式可以实现线程的通信，这里将介绍Java中Object类中的wait（）、notify（）和notifyAll（）方法来实现线程通信。

wait（）方法可以使线程从运行状态进入就绪状态，并释放对象锁。

notify（）方法能够唤醒一个因wait（）方法进入阻塞状态的线程，解除线程的阻塞状态。

notifyAll（）方法可以唤醒因wait（）方法进入阻塞状态的所有线程。

提示：

wait（）方法和sleep（）方法都可以让线程进入等待状态，但wait（）方法会释放对象锁，sleep（）方法不会释放对象锁。

在使用wait（）方法和notify（）方法之前，需要先了解对象的控制权（monitor）。因为只有线程拥有某个对象的控制权，才能执行这个对象的wait（）方法和notify（）方法。

如下面的代码：

运行上述代码，将输出如图12.21所示结果。

图12.21　程序运行结果

从图12.21的运行结果可以看出，提示object.wait（）出现异常，因为对象object的控制权在main线程中。所以，无论是执行对象的wait（）、notify（）方法还是notifyAll（）方法，都必须保证当前运行的线程取得了该对象的控制权。如果在没有控制权的线程中执行对象的wait（）、notify（）或notifyAll（）方法，将抛出java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

要获得对象的控制权，可以通过同步锁来实现，如synchronized 代码块。将上述代码修改为如下代码，程序将正常运行。

说明：

在Java中任何一个时刻，对象的控制权只能被一个线程拥有。(www.daowen.com)

【例12.13】编写两个线程，一个线程输出奇数1，3，5，7，9，另一个线程输出偶数2，4，6，8，10，并且要求控制台的输出顺序为1，2，3，4，5…10。

在Chapter12项目的src目录下新建一个名为cn.pzhu.WaitAndNotify的包，然后在这个包下面创建一个名为Demo01的类，关键代码如下：

在上述代码中，编写了一个线程ThreadA用来输出1～10的奇数，编写了一个线程ThreadB用来输出1～10的偶数。两个线程的run（）方法中使用了同步代码块用于获取flag对象锁，程序的输出结果如图12.22所示。

图12.22　程序运行结果

从图12.22可以看出，两个线程交替执行，线程Thread-0输出一个奇数之后，将执行flag.wait（），释放flag对象锁并使当前线程进入等待状态；之后线程Thread-1获得flag对象锁开始执行，输出偶数之后再释放flag对象锁进入等待状态。两个线程交替执行，最后控制台按序输出1～10。

下面再看看经典的“生产者-消费者”模型是如何进行线程之间的协作的。

“生产者-消费者”模型指的是一些线程充当生产者负责生产产品，一些线程充当消费者负责消费产品，在线程的运行过程中往往会出现“供大于求”或“求大于供”的现象。这就要求当生产队列为空时，消费者就需要等待产品，并在等待期间释放对临界资源的占有权，然后生产者获得对临界资源的占有权并开始生产产品，在生产产品之后通知消费者开始消费。同理，当队列满时，生产者就需要等待，直到队列有空闲空间（或产品消费完毕、或消费至设定的产品数）时，消费者再通知生产者开始生产。

【例12.14】　编写多线程实现多个顾客买包子案例。编写Consumer线程来模拟顾客买包子，编写Product线程来模拟老板做包子，在main线程中启动一个Product线程和两个Consumer线程来模拟老板和两个顾客的买卖过程。

在cn.pzhu.WaitAndNotify包下面创建一个名为Demo02的类，关键代码如下：

运行上述代码，程序结果如图12.23所示。

图12.23　程序运行结果

从图12.23的程序运行结果中可以看到，当顾客要买包子时，因为默认包子数为0，因此表示顾客的线程因包子数量不足进入等待状态。当老板生产了包子之后，唤醒因为包子不足陷入等待的顾客线程，顾客来进行消费。当包子剩余数量超过20个时，为了避免产品堆积，表示老板的线程进入等待状态，等待顾客消费。