Javaでロックを取得せずにwait()メソッドを呼び出すことはできる？例外の原因と正しい対処法

いいえ、ロックを取得せずにwait()メソッドを呼び出すことはできません。

Javaにおいて、wait()メソッドはObjectクラスに定義されており、必ず「モニターロック（監視ロック）を保持している状態」で呼び出す必要があります。つまり、対象のオブジェクトに対してsynchronizedブロックまたはsynchronizedメソッド内で、タイムアウトあり・なしのどちらかの形式でwait()を呼び出さなければなりません。

ロックを取得していない状態でwait()メソッドを呼び出そうとすると、実行時にjava.lang.IllegalMonitorStateExceptionがスローされます。なお、同じ仕様はnotify()やnotifyAll()にも当てはまります。

コード例（誤った使い方）

public class ThreadStateTest extends Thread {
    public void run() {
        try {
            wait(1000);
        } catch(InterruptedException ie) {
            ie.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] s) {
        ThreadStateTest test = new ThreadStateTest();
        test.start();
    }
}

上記の例では、run()メソッド内でロックを一切取得していないにもかかわらずwait()メソッドを呼び出しているため、プログラムの実行時にIllegalMonitorStateExceptionが発生します。

実行結果

Exception in thread "Thread-0" java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at ThreadStateTest.run(ThreadStateTest.java:4)

問題の解決方法

この問題を解決するには、wait()メソッドを呼び出す前に必ずロックを取得する必要があります。最もシンプルな方法は、run()メソッドをsynchronizedとして宣言することです。

public class ThreadStateTest extends Thread {
    public synchronized void run() { // ロックを取得
        try {
            wait(1000); // 正常に動作する
        } catch(InterruptedException ie) {
            ie.printStackTrace();
        }
    }
}

このように修正すれば、スレッドは自身のインスタンスのロックを保持した状態でwait()を呼び出せるため、例外は発生しなくなります。また、メソッド全体ではなく一部だけを同期化したい場合は、以下のようにsynchronizedブロックを使用することもできます。

synchronized(this) {
    wait(1000);
}

ポイント： wait()・notify()・notifyAll()は、必ずsynchronizedブロックまたはsynchronizedメソッドの中で、ロック対象となっている同じオブジェクトに対して呼び出すというルールを覚えておきましょう。