实现此问题之前，有必要先了解一下 Java 描述的”锁”的原理。

等待对列和同步队列的简单概述

线程A 执行 synchronized(obj) 相当于 JVM会创建一个 Monitor(监视器) 对象，JVM 将 obj 对象的对象头的 MarkWord 字段指向 Monitor，同时Monitor 的 Owner指向线程A，而且 Owner只可以指向一个线程，这就相当于给 obj 对象加好锁了。

当前对象 obj 被上了一把锁后，那么，其他线程在执行synchronized(obj)时，由于 obj 关联的 Monitor 的 Owner 已经有指向了，其他线程就必须要阻塞等待了，阻塞等待就涉及到 Monitor 的等待对列和同步队列。

等待队列：线程A调用了对象 obj#wait()方法，线程A就会释放obj的锁，并进入到了obj 的 Monitor 的同步队列。
同步队列：只有获取了对象 obj 的锁，线程才能执行对象的 synchronized中的代码，obj的锁每次只有一个线程可以获得，其他线程只能在等待队列中等待。

注：等待队列中的线程不会被操作系统调度，处于 WAITING 状态；只有同步队列中的线程才会被操作系统根据自己的调度策略去调度，同步队列的线程处于 BLOCKED状态。

notify,notifyAll和wait的基础

Java的Object类提供了了三个final方法，用于实现多线程下资源的互斥访问，或者说是多线程间的通信。

当然，使用这些方法有一个前提，就是使用它们之前，必须先获取 “锁”，否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

例如：wait/notify/notifyAll 可以在 synchronized 同步块中使用。

调用 Object#wait() 发生了啥？

从同步队列中移除当前线程，封装当前线程的指针，并加入到等待队列里；
释放锁，并唤醒同步队列里的其他线程（唤醒就是让操作系统根据具体的调度策略去调度线程，成功被调度的就会获取锁，然后running）；
挂起自己（就是让线程处于 WAITING 状态）。

调用 Object#notifyAll() 发生了啥？

将等待队列中的所有线程移动到同步队列；
然后，就是等待操作系统根据具体的调度策略去调度它们了。

简单的生产者和消费者实现

步骤

生产者：

判断资源是否充裕；
如果资源充裕，就没必要再生产了，等待消费者消费完资源为止。
如果资源不足，就必须立即生产资源;
资源生产完之后，必须通知消费者。

消费者：

判断资源是否充裕；
如果资源不足，就不能再消费了，等待生产者生产出资源为止
如果资源充足；
直接消费，之后，再通知生产者

问题

唤醒线程的问题（有可能会出现极端情况）：

每次唤醒的都是生产者线程，消费者线程一直处于就绪状态，如果生产者不判断生产的必要性，那么，资源就会越积越多，超过仓库的容量。
也可能，每次唤醒的都是消费者线程，生产者生产完第一个资源，就一直处于就绪状态，如果消费者不判断是否可以消费，那么，就会出现资源负数

解决

每次被唤醒后，都判断是否应该被唤醒，否则，就再次进入阻塞状态

方案一：（情况发生后，补救）

生产者：每次被唤醒后，都判断（生产的必要性）再生产资源是否会超过仓库的容量
消费者：每次被唤醒后，都判断（是否可以消费）消费之后是否会出现资源负数，即，我要的资源，是否都充足

方案二：（既然是Object#notifyAll 引起的问题，就不让这种情况发生）

设置两把锁，消费者锁和生产者锁（类似于 lock 和 condition）
所有生产者共享生产者锁，所有消费者共享消费者锁

源码

public class NotifyAndWaitTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Data data = new Data();

        // A 线程，生产资源 10 个
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 555; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();

        // B 线程，消费资源 10 个
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 555; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"B").start();


        // C 线程，生产资源 10 个
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 666; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"C").start();

        // D 线程，消费资源 10 个
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 666; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"D").start();

    }

    static class Data{
        // 当前资源个数
        private int data = 0;
        // 资源仓库的最大容量为 3
        private final int MAX_SIZE = 3;

        // +1
        public synchronized void increment() throws InterruptedException {
            // 资源充裕，等待消费者消费
            // if (data >= 1){
            //     // 无限阻塞，直到被唤醒
            //     this.wait();
            // }
            while (data + 1 > MAX_SIZE){
                // 没必要生产，无限阻塞，直到被唤醒
                this.wait();
            }

            // 生产
            data++;
            System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName() + "], data=" + data);
            // 随机唤醒一个线程
            // 这里其实应该唤醒一个消费者
            // 但是，由于唤醒是随机的，所以，可能唤醒生产者
            // 所以，在唤醒之后，生产者要判断是否有必要生产
            // if 应该换成 while
            this.notifyAll();
        }

        // -1
        public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
            // 资源不足，等待生产者生产
            // if (data <= 0){
            //     this.wait();
            // }
            while (data - 1 < 0){
                // 资源不足，无限等待，直到被唤醒
                this.wait();
            }

            // 消费
            data--;
            System.out.println("[" + Thread.currentThread().getName() + "], data=" + data);
            // 随机唤醒一个线程
            // 这里其实应该唤醒一个生产者
            // 但是，由于唤醒是随机的，所以，可能唤醒消费者
            // 所以，在唤醒之后，消费者要判断是否可以消费
            // if 应该换成 while
            this.notifyAll();
        }
    }
}