上一篇讲述了线程的互斥(同步)，但是在很多情况下，仅仅同步是不够的，还需要线程与线程协作(通信)，生产者/消费者问题是一个经典的线程同步以及通信的案例。该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程，即所谓的“生产者”和“消费者”在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。要解决该问题，就必须让生产者在缓冲区满时休眠(要么干脆就放弃数据)，等到下次消费者消耗缓冲区中的数据的时候，生产者才能被唤醒，开始往缓冲区添加数据。同样，也可以让消费者在缓冲区空时进入休眠，等到生产者往缓冲区添加数据之后，再唤醒消费者，通常采用线程间通信的方法解决该问题。如果解决方法不够完善，则容易出现死锁的情况。出现死锁时，两个线程都会陷入休眠，等待对方唤醒自己。该问题也能被推广到多个生产者和消费者的情形。本文讲述了JDK5之前传统线程的通信方式，更高级的通信方式可参见Java线程(九)：Condition-线程通信更高效的方式和Java线程(篇外篇)：阻塞队列BlockingQueue。

假设有这样一种情况，有一个盘子，盘子里只能放一个鸡蛋，A线程专门往盘子里放鸡蛋，如果盘子里有鸡蛋，则一直等到盘子里没鸡蛋，B线程专门从盘子里取鸡蛋，如果盘子里没鸡蛋，则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区，每次放鸡蛋是互斥的，每次取鸡蛋也是互斥的，A线程放鸡蛋，如果这时B线程要取鸡蛋，由于A没有释放锁，B线程处于等待状态，进入阻塞队列，放鸡蛋之后，要通知B线程取鸡蛋，B线程进入就绪队列，反过来，B线程取鸡蛋，如果A线程要放鸡蛋，由于B线程没有释放锁，A线程处于等待状态，进入阻塞队列，取鸡蛋之后，要通知A线程放鸡蛋，A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时，A线程阻塞，B线程就绪，盘子里没鸡蛋时，A线程就绪，B线程阻塞，代码如下：

1 importjava.util.ArrayList;2 importjava.util.List;3 /**定义一个盘子类，可以放鸡蛋和取鸡蛋*/

4 public classPlate {5 /**装鸡蛋的盘子*/

6 List eggs = new ArrayList();7 /**取鸡蛋*/

8 public synchronizedObject getEgg() {9 while (eggs.size() == 0) {10 try{11 wait();12 } catch(InterruptedException e) {13 e.printStackTrace();14 }15 }16 Object egg = eggs.get(0);17 eggs.clear();//清空盘子

18 notify();//唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列

19 System.out.println("拿到鸡蛋");20 returnegg;21 }22 /**放鸡蛋*/

23 public synchronized voidputEgg(Object egg) {24 while (eggs.size() > 0) {25 try{26 wait();27 } catch(InterruptedException e) {28 e.printStackTrace();29 }30 }31 eggs.add(egg);//往盘子里放鸡蛋

32 notify();//唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列

33 System.out.println("放入鸡蛋");34 }35 static class AddThread implementsRunnable  {36 privatePlate plate;37 private Object egg = newObject();38 publicAddThread(Plate plate) {39 this.plate =plate;40 }41 public voidrun() {42 plate.putEgg(egg);43 }44 }45 static class GetThread implementsRunnable  {46 privatePlate plate;47 publicGetThread(Plate plate) {48 this.plate =plate;49 }50 public voidrun() {51 plate.getEgg();52 }53 }54 public static voidmain(String args[]) {55 Plate plate = newPlate();56 for(int i = 0; i < 10; i++) {57 new Thread(newAddThread(plate)).start();58 new Thread(newGetThread(plate)).start();59 }60 }61 }

输出结果：

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

放入鸡蛋

拿到鸡蛋

程序开始，A线程判断盘子是否为空，放入一个鸡蛋，并且唤醒在阻塞队列的一个线程，阻塞队列为空；假设CPU又调度了一个A线程，盘子非空，执行等待，这个A线程进入阻塞队列；然后一个B线程执行，盘子非空，取走鸡蛋，并唤醒阻塞队列的A线程，A线程进入就绪队列，此时就绪队列就一个A线程，马上执行，放入鸡蛋；如果再来A线程重复第一步，在来B线程重复第二步，整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋，消费者(B线程)消费鸡蛋。

前段时间看了张孝祥老师线程的视频，讲述了一个其学员的面试题，也是线程通信的，在此也分享一下。

题目：子线程循环10次，主线程循环100次，如此循环100次，好像是空中网的笔试题。

1 classBoundedBuffer {2    final Lock lock = new ReentrantLock();//锁对象

3    final Condition notFull  = lock.newCondition();//写线程条件

4    final Condition notEmpty = lock.newCondition();//读线程条件

5

6    final Object[] items = new Object[100];//缓存队列

7    int putptr/*写索引*/, takeptr/*读索引*/, count/*队列中存在的数据个数*/;8

9    public void put(Object x) throwsInterruptedException {10 lock.lock();11      try{12        while (count == items.length)//如果队列满了

13          notFull.await();//阻塞写线程

14        items[putptr] = x;//赋值

15        if (++putptr == items.length) putptr = 0;//如果写索引写到队列的最后一个位置了，那么置为0

16        ++count;//个数++

17        notEmpty.signal();//唤醒读线程

18      } finally{19 lock.unlock();20 }21 }22

23    public Object take() throwsInterruptedException {24 lock.lock();25      try{26        while (count == 0)//如果队列为空

27          notEmpty.await();//阻塞读线程

28        Object x = items[takeptr];//取值

29        if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;//如果读索引读到队列的最后一个位置了，那么置为0

30        --count;//个数--

31        notFull.signal();//唤醒写线程

32        returnx;33      } finally{34 lock.unlock();35 }36 }37  }

大家注意到没有，在调用wait方法时，都是用while判断条件的，而不是if，在wait方法说明中，也推荐使用while，因为在某些特定的情况下，线程有可能被假唤醒，使用while会循环检测更稳妥。wait和notify方法必须工作于synchronized内部，且这两个方法只能由锁对象来调用。