wait() 和 notify() 必须在 synchronized 代码块中使用，这是 Java 多线程设计中的一个强制规定，其原因涉及到 Java 对对象监视器（monitor）的使用机制。

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1. 背景知识：对象监视器是什么？

Java 中的每一个对象都有一个监视器锁（monitor），也叫“内置锁”或“对象锁”。这个锁可以被 synchronized 获取。

• wait() 会让当前线程释放监视器锁，并进入等待队列。
• notify() 会让某个等待队列中的线程重新获得锁的竞争权。

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2. 为什么必须在 synchronized 代码块中？

原因一：wait() 和 notify() 依赖对象的监视器

• wait()、notify()、notifyAll() 方法是 Object 类的方法，而不是 Thread。
• 它们必须在当前线程已经持有该对象的监视器锁时调用（也就是在 synchronized(obj) 代码块中），否则抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

原因二：保证线程安全和状态一致性

• 如果在没有同步的情况下调用 wait() 和 notify()，可能会导致：
• 线程状态混乱（比如一个线程刚进入等待，但还没加入等待队列，另一个线程就调用了 notify()，会错过通知）。
• 数据竞态（多个线程访问共享数据而没有同步保护）。

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3. 强制规定的体现

Object lock = new Object();

lock.wait(); // ❌ 编译通过，运行时抛 IllegalMonitorStateException

必须这样写才合法：

synchronized (lock) {
    lock.wait();  // ✅ 合法，线程当前拥有lock对象的监视器
}

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4. 举个完整例子

class WaitNotifyExample {
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread waitingThread = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                try {
                    System.out.println("线程A等待...");
                    lock.wait();
                    System.out.println("线程A收到通知");
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }
        });

        Thread notifyingThread = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("线程B通知...");
                lock.notify();
            }
        });

        waitingThread.start();
        try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
        notifyingThread.start();
    }
}

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5. 总结：为什么要在 synchronized 中调用？

方法	是否必须在 synchronized 中	原因
wait()	是	释放锁并进入等待，需要拥有对象锁
notify()	是	通知等待线程，需要拥有对象锁
notifyAll()	是	同上，通知所有等待该对象锁的线程

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6. 官方说明与资料

• 🔗 Java 官方 API 文档：Object.wait()
• 🔗 JLS (Java Language Specification) on Synchronization
• 📘 《Java 并发编程实战》第 14 章：构建自定义同步工具

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总结口诀

对象监视器，锁内才可操；wait 释放锁，notify 唤人跑。

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