Java 多線程基礎：線程間通訊機制詳解

等待/通知機制

核心方法定義在 java.lang.Object：

• wait()：釋放鎖，進入等待隊列，阻塞直到被通知或中斷
• notify()：喚醒單一等待線程（隨機）
• notifyAll()：喚醒所有等待線程

必須在 synchronized(lock) 同步塊內呼叫，否則拋 IllegalMonitorStateException。

執行流程細節

1. 線程 A 執行 lock.wait() → 釋放鎖 → 進入等待隊列
2. 線程 B 取得鎖 → 執行同步塊 → 呼叫 lock.notify()
3. 線程 B 同步塊結束 → 釋放鎖
4. 線程 A 從等待隊列移至鎖池 → 競爭鎖 → 獲得鎖 → 繼續執行 wait() 之後代碼

wait vs sleep 對比

進階 API

• wait(long timeout)：超時自動喚醒
• wait(long timeout, int nanos)：納秒級精度
• notifyAll()：避免單一通知導致部分線程永久飢餓

join() 方法 — 線程順序控制

thread.join() 使當前線程阻塞，直到目標線程終止。底層實現：

public final synchronized void join(long millis) {
    while (isAlive()) {
        wait(millis);  // 釋放鎖等待
    }
}

JVM 在線程終止時自動執行 native notifyAll()，原始碼不可見。

最佳實踐

• 永遠在 while 迴圈而非 if 中檢查條件（防止虛假喚醒）
• 優先使用 java.util.concurrent 高層工具（CountDownLatch、CyclicBarrier、BlockingQueue）
• 避免直接操作 wait/notify，易產生死鎖、活鎖、訊號遺失