等待唤醒机制（Wait-Notify）是一种线程间协作的机制，用于实现线程之间的通信和同步。它主要涉及两个操作：等待（wait）和唤醒（notify）。
等待唤醒机制通常应用于多线程环境下，其中一个线程等待某个条件得到满足，而另一个线程负责在满足条件时通知等待的线程继续执行。
具体来说，当一个线程调用对象的wait()方法时，它会释放当前持有的锁，并且进入等待状态，直到其他线程通过notify()或notifyAll()方法来唤醒它。被唤醒的线程将重新尝试获取锁，然后继续执行。
而唤醒线程通常在满足某个条件时，通过调用对象的notify()或notifyAll()方法来通知正在等待的线程继续执行。notify()方法会随机选择一个等待线程进行唤醒，而notifyAll()方法会唤醒所有等待的线程，使它们进入就绪状态，等待获取锁以继续执行。
等待唤醒机制提供了一种有效的线程间协作方式，使得线程可以根据特定条件进行等待和唤醒，从而实现对共享资源的更好利用和管理。
需要注意的是，等待唤醒机制必须在同步代码块中使用，即对共享对象进行操作，以确保正确的并发控制和线程间的协作。在调用wait()、notify()或notifyAll()方法之前，线程必须先获得相应对象的锁，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。
下面是一个简单的Java代码示例，演示了等待唤醒机制的实现：
public class WaitNotifyExample { public static void main(String[] args) { Message message = new Message(); Thread producerThread = new Thread(new Producer(message)); Thread consumerThread = new Thread(new Consumer(message)); producerThread.start(); consumerThread.start(); } } class Message { private String content; private boolean isProduced; public synchronized void produce(String content) { while (isProduced) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } this.content = content; System.out.println("Produced: " + content); isProduced = true; notify(); } public synchronized String consume() { while (!isProduced) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } String consumedContent = content; System.out.println("Consumed: " + consumedContent); isProduced = false; notify(); return consumedContent; } } class Producer implements Runnable { private Message message; public Producer(Message message) { this.message = message; } @Override public void run() { String[] contents = {"Message 1", "Message 2", "Message 3"}; for (String content : contents) { message.produce(content); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } class Consumer implements Runnable { private Message message; public Consumer(Message message) { this.message = message; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { String consumedContent = message.consume(); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
下面我们逐步解释代码的细节：
- 首先，我们创建了一个
Message类，用于消息传递。该类包含了一个消息内容content和一个表示是否已经生产消息的标志isProduced。 Message类中的produce()方法用于生产消息。在该方法中，使用synchronized关键字确保多个线程在访问produce()方法时的互斥性。- 在
produce()方法中，使用while循环来检查是否已经生产消息。如果isProduced为true，说明已经生产了消息，则调用wait()方法让当前线程进入等待状态，直到被其他线程调用notify()方法唤醒。 - 当前线程被唤醒后，会继续执行后续代码，将传入的消息内容赋值给
content变量，并将isProduced标志设置为true，表示消息已经生产。然后通过notify()方法唤醒在等待的其他线程。 Message类中的consume()方法用于消费消息。同样，使用synchronized关键字确保多个线程在访问consume()方法时的互斥性。- 在
consume()方法中，同样使用while循环来检查是否已经生产消息。如果isProduced为false，说明还没有生产消息，则调用wait()方法让当前线程进入等待状态，直到被其他线程调用notify()方法唤醒。 - 当前线程被唤醒后，会继续执行后续代码，将
content变量的值作为消费的消息内容，并将isProduced标志设置为false，表示消息已经被消费。然后通过notify()方法唤醒在等待的其他线程。 - 在主程序中，我们创建了一个
Message对象和两个线程：生产者线程Producer和消费者线程Consumer。 - 生产者线程通过调用
message.produce(content)方法来生产消息。在示例中，我们定义了3个消息内容，分别进行生产，并且每次生产完后等待1秒钟。 - 消费者线程通过调用
message.consume()方法来消费消息。在示例中，我们简单地循环3次消费消息，并且每次消费后等待1秒钟。
通过以上操作，生产者和消费者线程之间进行消息的生产和消费，并且使用了等待唤醒机制进行线程间的通信和同步。当消息已经生产时，生产者线程进入等待状态，等待消费者线程消费完毕后唤醒；当消息还没有被生产时，消费者线程进入等待状态，等待生产者线程生产完毕后唤醒。
需要注意的是，为了保证正确的并发控制和线程间的协作，必须在调用wait()、notify()或notifyAll()方法之前先获取锁（即使用synchronized关键字修饰的方法或代码块），否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。
