多线程wait/notify与sleep/yield/join的通俗理解

面向对象设计来源于现实世界，软件中的设计均有现实的场景对应，按照人类世界来理解普通的对象与Thread线程，普通对象拥有内存资源，Thread线程拥有cpu时间片即计算资源；在人类世界中，普通对象可以看成是老板，Thread线程可以看成是员工，老板拥有资源，员工拥有时间和计算技能。wait/notify是Object的方法，即老板的方法，synchronized 指的是Thread线程对Object资源的排斥性占有，但资源是老板的，老板说了算，说给谁就给谁，所以wait方法调用的时候是释放锁的。
以下为示例代码：

package org.loyuru.multi.thread.composite;/*** 公司老板让采购部职员张三采购电脑放到仓库中，让IT部李四从仓库中取电脑里安装操作系统* 因为wait/notify是老板的方法，老板能控制张三和李四，让他们协作工作* 老板让他们等待的时候，会把仓库的锁收回来，给另外一个人* @author Teddy Lee* @date 2020年3月16日*/public class Company {private int computer = 0;public synchronized void purchaseComputer() {if (this.computer > 4) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+\"：老四，仓库已经满了，先不采购新电脑了，等你安装完了再采购！\");wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}computer++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+\"：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！\");notify();}public synchronized int installSystem() {if (this.computer == 0) {try {System.out.printf(Thread.currentThread().getName()+\"：老三，仓库电脑都安装完成操作系统了，我等着你采购！\");wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}computer--;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+\"：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！\");notify();return computer;}public static void main(String[] args) {Company boss = new Company();Thread zhangsan = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 10; i++) {boss.purchaseComputer();}});zhangsan.setName(\"张三\");Thread lisi = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 10; i++) {boss.installSystem();}});lisi.setName(\"李四\");zhangsan.start();lisi.start();}}

执行结果：
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：老四，仓库已经满了，先不采购新电脑了，等你安装完了再采购！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：老三，仓库电脑都安装完成操作系统了，我等着你采购！张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
张三：采购新电脑来了，放到了仓库里，老四你快来安装操作系统！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！
李四：我安装了一个操作系统，仓库有空余位置了，老三你可以采购了！

sleep是Tread类方法，在现实生活中可以理解为员工工作累了，想偷懒休息一会，但员工上班时间不能离开公司啊，所以不会释放锁。
以下为示例代码：

package org.loyuru.multi.thread.composite;/*** 公司老板让采购部职员张三采购电脑放到仓库中，让IT部李四从仓库中取电脑里安装操作系统* sleep是员工的方法，员工偷懒睡觉，但是不敢离开公司，即不敢释放锁** @author Teddy Lee* @date 2020年3月16日*/public class Company2 {private int computer = 0;public void purchaseComputer() {computer++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：采购新电脑来了！\");}public int installSystem() {computer--;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：我安装了一个操作系统！\");return computer;}public static void main(String[] args) {Company2 boss = new Company2();Thread zhangsan = new Thread(() -> {synchronized (boss) {for (int i = 0; i < 10; i++) {boss.purchaseComputer();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：我累了，睡会觉！\");Thread.sleep(100l);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}});zhangsan.setName(\"张三\");Thread lisi = new Thread(() -> {synchronized (boss) {for (int i = 0; i < 10; i++) {boss.installSystem();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：我累了，睡会觉！\");Thread.sleep(100l);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}});lisi.setName(\"李四\");zhangsan.start();lisi.start();}}

执行结果：
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
张三：采购新电脑来了！
张三：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！
李四：我安装了一个操作系统！
李四：我累了，睡会觉！

yield方法是Thread类方法，调用后可能出让cpu时间片，但不会释放锁，不稳定，因为调用后不一定什么时候出让时间片。现实中，员工正在敲代码，然后感觉有点累，想着要不要休息会，休息的过程中，行政部女秘书会来打扫办公桌。
以下为示例代码：

package org.loyuru.multi.thread.composite;/*** 张三和李四都是程序员，休息的时候，可以叫行政女秘书来打扫办公桌** @author Teddy Lee* @date 2020年3月16日*/public class Company3 {public void code() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：编码中！\");}public static void main(String[] args) {Company3 company = new Company3();Thread zhangsan = new Thread(() -> {synchronized (company) {for (int i = 0; i < 5; i++) {company.code();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：我要不要休息一会?\");Thread.yield();}}});zhangsan.setName(\"张三\");Thread lisi = new Thread(() -> {synchronized (company) {for (int i = 0; i < 5; i++) {company.code();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：我要不要休息一会?\");Thread.yield();}}});lisi.setName(\"李四\");Thread xingzhengGirl = new Thread(() -> {// Object代表维修工具synchronized (new Object()) {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：打扫办公桌\");Thread.yield();}}});xingzhengGirl.setName(\"行政女秘书\");zhangsan.start();lisi.start();xingzhengGirl.start();}}

执行结果：（yield出让时间片不稳定，可多次尝试查看效果）
张三：编码中！
张三：我要不要休息一会?
张三：编码中！
张三：我要不要休息一会?
张三：编码中！
张三：我要不要休息一会?
张三：编码中！
张三：我要不要休息一会?
张三：编码中！
张三：我要不要休息一会?
行政女秘书：打扫办公桌
行政女秘书：打扫办公桌
行政女秘书：打扫办公桌
李四：编码中！
李四：我要不要休息一会?
李四：编码中！
李四：我要不要休息一会?
李四：编码中！
李四：我要不要休息一会?
李四：编码中！
李四：我要不要休息一会?
李四：编码中！
李四：我要不要休息一会?
行政女秘书：打扫办公桌
行政女秘书：打扫办公桌

join方法是Thread对象方法，底层调用的Object的wait方法，调用后，当前线程等待join线程完成任务后再进行工作，相当于现实中，两位同事需要协作完成工作。
以下为代码示例：

package org.loyuru.multi.thread.composite;/*** 张三要做PPT，需要李四上网查资料并放到U盘中，给他** @author Teddy Lee* @date 2020年3月16日*/public class Company4 {private int computer = 0;public synchronized void ppt() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：编写PPT完成！\");}public synchronized void material() {for (int i = 0; i < 10; i++) {switch (i) {case 0:System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：第\" + i + \"步，查资料！\");break;case 8:System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：第\" + i + \"步，存到U盘！\");break;case 9:System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：第\" + i + \"步，交资料！\");break;default:System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：第\" + i + \"步，XXX！\");}}}public static void main(String[] args) {Company4 boss = new Company4();Thread lisi = new Thread(() -> {boss.material();});lisi.setName(\"李四\");Thread zhangsan = new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"：准备编写PPT！\");try {lisi.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}boss.ppt();});zhangsan.setName(\"张三\");zhangsan.start();lisi.start();}}

结果：
张三：准备编写PPT！
李四：第0步，查资料！
李四：第1步，XXX！
李四：第2步，XXX！
李四：第3步，XXX！
李四：第4步，XXX！
李四：第5步，XXX！
李四：第6步，XXX！
李四：第7步，XXX！
李四：第8步，存到U盘！
李四：第9步，交资料！
张三：编写PPT完成！