Java多线程中wait()与notify()搭配使用执行逻辑疑问求解

1. wait/notify顺序差异的本质 #

你要实现的是字母、数字交替打印的效果，两个线程共用同一个Jobs实例作为锁，核心逻辑是每次执行完一次打印，必须把执行权交给对方，自己进入等待状态。
当前可正常运行的版本执行流程如下：

• 默认情况下t1（打印字母线程）先抢到锁，打印字符a，调用wait()释放锁，自身进入等待队列
• t2（打印数字线程）拿到锁，打印数字1，调用notify()唤醒等待的t1，随后调用wait()释放锁，自身进入等待
• t1被唤醒后重新拿到锁，执行sleep(1000)（sleep不会释放锁），调用notify()唤醒等待的t2，进入下一轮循环打印字符b，再调用wait()释放锁
• 以此类推，两个线程交替执行，刚好跑完26轮循环
  printAlphabet先wait后notify、printDigits先notify后wait的顺序，是适配t1优先抢到锁的场景：第一个完成打印的线程需要先释放锁给对方，对方拿到锁完成打印后，要先唤醒等待的第一个线程再自己挂起，避免第一个线程永久等待。

2. 单方向调用wait/notify卡住的原因 #

仅在printAlphabet调用wait()、printDigits调用notify()的场景，执行流程如下：

• t1先抢到锁打印a，调用wait()释放锁进入等待
• t2拿到锁打印1，调用notify()唤醒t1，但t2自身没有调用wait()，会持续持有锁跑完26次循环，把1到26全部打印完成后，才会退出同步块释放锁
• 此时t1才会被调度拿到锁，打印b，随后调用wait()进入等待，但t2已经执行完整个方法退出，没有其他线程会调用notify()唤醒t1，程序就会永久卡住。

补充优化建议 #

你当前的代码存在小隐患：如果t2先抢到锁，会先打印1，调用notify后自身wait，t1拿到锁打印a后调用wait，两个线程会同时进入等待状态直接死锁。建议新增状态标记变量，搭配while循环判断执行条件（避免虚假唤醒），优化后代码如下：

class Jobs {
    // true=当前该打印字母，false=当前该打印数字
    private boolean printAlphabetFlag = true;
    public void printAlphabet() throws Exception {
        char[] alphabet = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz".toCharArray();
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < alphabet.length; i++) {
                // 不该自己执行就持续等待
                while(!printAlphabetFlag) {
                    wait();
                }
                System.out.print(alphabet[i] + " ");
                // 修改执行标记，通知对方执行
                printAlphabetFlag = false;
                notify();
                Thread.sleep(1000);
            }
        }
    }

    public void printDigits() throws Exception {
        String[] digits = "1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26".split(" ");
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < digits.length; i++) {
                while(printAlphabetFlag) {
                    wait();
                }
                System.out.print(digits[i] + " ");
                printAlphabetFlag = true;
                notify();
                Thread.sleep(1000);
            }
        }
    }
}

优化后的版本不依赖线程启动顺序，无论哪个线程先抢到锁，都能按a 1 b 2 ...的预期顺序执行，不会出现死锁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者javalearner