为什么必须在synchronized方法/代码块中调用wait（），notify（）和notifyAll（）？这是一个非常常见的Java多线程问题。它与另一个多线程问题密切相关： 为什么wait（），notify（）和notifyAll（）方法都定义在Object类中？
在讨论这个问题之前，我们应该注意几点：
1. Java中创建的每个对象都有一个关联的监视器Monitor（也就是互斥锁）。在任何给定时间，只有一个线程可以拥有该监视器。
2. 在Java中使用此监视器来实现同步。当任何线程进入同步方法/块时，它要获取指定对象的锁。当任何线程获得锁时，也就是说它已获取了该监视器。所有其他需要执行相同同步代码（锁定监视器）的线程将被挂起，直到最初获取锁的线程释放它为止。
3. wait方法告诉当前线程（在同步方法或块内执行代码的线程）放弃监视器并进入等待状态(waiting state)。
4. notify方法唤醒正在此对象监视器上等待的单个线程。
5. notifyAll方法唤醒在同一对象上调用wait（）的所有线程。
任何方法或代码块，如果没有使用关键字synchronized限定，可以在任何时间由多个线程执行，因为对象的监视器（锁）没有被使用。在同步方法（或存在同步块）的情况下，只有获取对象监视器的单个线程才能访问该代码。
现在已经清楚了。因为wait（）方法是说线程释放对象的锁并进入休眠状态，而notify / notifyAll方法是说要通知等待对象锁的那些线程。因此，只有当前线程已经获取对象的锁时，才能在该对象上调用wait（），notify（）和notifyAll（）方法。
事实上，不这样做会导致java.lang.IllegalMonitorStateException。
举个例子，假设我有如下代码，我注释掉了synchronized关键字并尝试调用wait：
while(true){
//synchronized (sharedListObj) {
// While condition as mandated to avoid spurious wakeup
while(sharedListObj.size() >= 1){
try {
sharedListObj.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
// Putting value in the list
System.out.println("Adding to queue - " + Thread.currentThread().getName() + " " + ++i);
sharedListObj.add(i);
//sharedListObj.notify();
// To get out of while(true) loop
if(i > 4) break;
//}
}
运行代码会抛出异常：
Exception in thread "Producer" java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at org.netjs.examples.Producer.run(InterThreadDemo.java:20)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
总结一下。wait（）方法告诉当前线程（在同步方法或块中执行代码的线程）放弃监视器。仅当线程在同步上下文中执行时，才由该线程获取对象的锁。获取了锁之后才能使用wait（）方法，wait()要求线程在这个同步方法/块中释放锁。
同样：当调用object的notify（）或notifyAll（）方法时，单个线程（对于notify）或所有线程（对于notifyAll）等待对象锁的状态改变为runnable并尝试获取该对象锁，然后获取锁的线程开始执行。
notify（）和notifyAll（）方法可以通知其他线程，对象的锁可以被获取了，只有从同步对象调用这些方法时。
英文原文地址：https://netjs.blogspot.com/2015/07/why-wait-notify-and-notifyall-called-from-synchronized-java.html
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