為什么wait和notify只能在synchronized中？

前言

wait和notify必須在synchronized塊中，否則會拋出IllegalMonitorStateException。

原因

代碼示例

class BlockingQueue {
    Queue<String> buffer = new LinkedList<String>();

    public void give(String data) {
        buffer.add(data);
        notify();                   
    }

    public String take() throws InterruptedException {
        while (buffer.isEmpty())    
            wait();
        return buffer.remove();
    }
}

代碼示例的問題所在

一個消費者調用take，發現buffer.isEmpty。
在消費者調用wait之前，由於cpu的調度，消費者線程被掛起，生產者調用give，然后notify。
然后消費者調用wait (注意，由於錯誤的條件判斷，導致wait調用在notify之后，這是關鍵)。
如果很不幸的話，生產者產生了一條消息后就不再生產消息了，那么消費者就會一直掛起，無法消費，造成死鎖。

關鍵

總是讓give/notify和take/wait為原子操作。wait/notify是線程之間的通信，他們存在競態，我們必須保證在滿足條件的情況下才進行wait。換句話說，如果不加鎖的話，那么wait被調用的時候可能wait的條件已經不滿足了(如上述)。由於錯誤的條件下進行了wait，那么就有可能永遠不會被notify到，所以我們需要強制wait/notify在synchronized中。