@IntrinsicCandidate

public final native void notify();

是 Java 中 Object 类的一个 native 方法，用于实现线程间的通信机制。它在 Java 多线程编程中扮演重要角色，是 wait/notify 机制的一部分。

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🔍 方法说明

@IntrinsicCandidate
public final native void notify();

• 作用：唤醒一个正在等待该对象监视器（monitor）的线程。
• 访问权限：final 表示不能被重写；native 表示由 JVM 底层实现。
• 使用前提：必须在 synchronized 块或方法中调用，否则抛出 IllegalMonitorStateException。
• 唤醒行为：从所有因调用 wait() 而阻塞在该对象上的线程中随机选择一个进行唤醒（不是按优先级或顺序）。

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🧠 notify() 的语义理解

Java 中的 notify() 和 wait() 都基于 对象的监视器（monitor） 实现：

• 每个 Java 对象都有一个与之关联的 监视器锁（monitor lock）。
• 当多个线程调用 wait() 时，它们会进入该对象的 等待集合（wait set）。
• 调用 notify() 会从这个等待集合中唤醒一个线程（不保证顺序），使其可以重新竞争对象的锁。

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⚙️ 底层实现原理

1. JVM 内部结构

JVM 使用以下核心机制来支持 notify()：

组件	描述
ObjectMonitor	每个 Java 对象内部有一个 monitor 结构，负责管理锁和线程等待/通知
Wait Set	存放调用了 wait() 的线程
Entry Set / Contentions List	管理试图获取锁但未成功的线程

2. C++ 层面的实现（HotSpot JVM）

在 OpenJDK 的 HotSpot 虚拟机中，notify() 的底层实现在 C++ 的 objectMonitor.cpp 文件中。

核心流程如下：

1. 检查当前线程是否持有对象锁
   • 如果没有持有锁，抛出 IllegalMonitorStateException
2. 查找是否有线程在 Wait Set 中等待
   • 如果有，则从中移除一个线程，并将其放入 Entry Set 或直接唤醒以重新竞争锁
3. 唤醒线程
   • 使用操作系统提供的线程调度机制（如 Linux 上的 futex、Windows 上的 Event/Condition Variable）进行唤醒操作

示例伪代码（简化版）：

void ObjectMonitor::notify(TRAPS) {
    if (current_thread != owner()) {
        THROW(vmSymbols::java_lang_IllegalMonitorStateException());
    }

    if (wait_set_head == NULL) {
        return; // 没有线程在等待
    }

    Thread* notified = remove_from_wait_set(wait_set_head);
    add_to_entry_set(notified); // 放入 entry set 等待锁
}

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📦 @IntrinsicCandidate 注解的作用

@IntrinsicCandidate 是 JDK 9 引入的一个注解，表示该方法可能被 JVM 内联优化（intrinsic），即在某些情况下 JVM 可能不会真正调用 native 函数，而是直接在 JIT 编译时替换为更高效的机器指令。

但这并不改变其语义和功能。

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🧪 使用示例

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

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("Thread waiting...");
                try {
                    lock.wait(); // 等待通知
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Thread awakened!");
            }
        }).start();

        try {
            Thread.sleep(1000); // 主线程等待子线程进入 wait
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        synchronized (lock) {
            lock.notify(); // 唤醒一个等待线程
        }
    }
}

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📌 注意事项

项目	说明
必须配合 synchronized 使用	否则抛出异常
无法控制唤醒哪个线程	JVM 随机选择一个线程唤醒
唤醒后仍需重新获取锁	即使被唤醒，线程也必须重新竞争 monitor 锁才能继续执行
不能保证立即执行	被唤醒的线程只是进入可运行状态，何时调度取决于线程调度器
避免虚假唤醒	推荐使用 while 循环判断条件，而不是 if 判断

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✅ 总结

特性	描述
方法签名	public final native void notify();
作用	唤醒一个在对象上等待的线程
依赖机制	对象监视器（monitor）、wait set
底层实现	JVM 使用 ObjectMonitor 管理线程等待与唤醒
调用限制	必须在 synchronized 块内调用
线程安全	安全，但需注意条件变量的同步问题
典型用途	多线程协作、生产者-消费者模型、任务调度等场景

理解 notify() 的底层实现有助于更好地掌握 Java 并发编程的核心机制，也能帮助开发者写出更健壮、高效的并发程序。如果你对 JVM 内部机制感兴趣，可以进一步研究 objectMonitor.hpp 和 objectMonitor.cpp 源码。