java线程小结2

  本文我们来总结一下可以改变线程状态的若干方法。

一. Thread类中的方法

1.sleep

  sleep方法属于Thread类,它相当于让线程睡眠,交出CPU,让CPU去执行其他的任务。 但是sleep方法不会释放锁,也就是说如果当前线程持有对某个对象的锁,则即使调用sleep方法,其他线程也无法访问这个对象。sleep()可以使低优先级的线程得到执行的机会,当然也可以让同优先级、高优先级的线程有执行的机会。

2.yield

  yield方法也属于Thread类,它跟sleep方法类似,同样不会释放锁。调用yield方法会让当前线程交出CPU权限,让CPU去执行其他的线程,但是yield不能控制具体的交出CPU的时间。另外,yield方法只能让拥有相同优先级的线程有获取CPU执行时间的机会。 调用yield方法并不会让线程进入阻塞状态,而是让线程重回就绪状态,它只需要等待重新获取CPU执行时间,这一点是和sleep方法不一样的。实际中无法保证yield()达到让步目的,因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。

3.join

  join方法同样也属于Thread类,join方法的作用是让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行。比如在线程B中调用了线程A的Join()方法,直到线程A执行完毕后,才会继续执行线程B。
  join方法实际上是调用了Object的wait方法,所以join方法会让线程进入阻塞状态,并且会释放线程占有的锁,并交出CPU执行权限。

4.interrupt

  interrupt,顾名思义,即中断的意思,它同样也属于Thread类。单独调用interrupt方法可以使得处于阻塞状态的线程抛出一个异常,也就说,它可以用来中断一个正处于阻塞状态的线程,但是直接调用interrupt方法不能中断正在运行中的线程。不过,通过interrupt方法和isInterrupted()方法来停止正在运行的线程。

二. Object类中的方法

wait()、notify()和notifyAll()是Object类中的方法:

1 public final native void notify();
2
3 public final native void notifyAll();
4
5 public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

从这三个方法的文字描述可以知道以下几点信息:

  1. wait()、notify()和notifyAll()方法是本地方法,并且为final方法,无法被重写。
  2. 调用某个对象的wait()方法能让当前线程阻塞,并且当前线程必须拥有此对象的monitor(即锁)
  3. 调用某个对象的notify()方法能够唤醒一个正在等待这个对象的monitor的线程,如果有多个线程都在等待这个对象的monitor,则只能唤醒其中一个线程;
  4. 调用notifyAll()方法能够唤醒所有正在等待这个对象的monitor的线程;

  有朋友可能会有疑问:为何这三个不是Thread类声明中的方法,而是Object类中声明的方法(当然由于Thread类继承了Object类,所以Thread也可以调用者三个方法)?其实这个问题很简单,由于每个对象都拥有monitor(即锁),所以让当前线程等待某个对象的锁,当然应该通过这个对象来操作了。而不是用当前线程来操作,因为当前线程可能会等待多个线程的锁,如果通过线程来操作,就非常复杂了。

  上面已经提到,如果调用某个对象的wait()方法,当前线程必须拥有这个对象的monitor(即锁),因此调用wait()方法必须在同步块或者同步方法中进行(synchronized块或者synchronized方法)。

  调用某个对象的wait()方法,相当于让当前线程交出此对象的monitor,然后进入等待状态,等待后续再次获得此对象的锁(Thread类中的sleep方法使当前线程暂停执行一段时间,从而让其他线程有机会继续执行,但它并不释放对象锁);

  notify()方法能够唤醒一个正在等待该对象的monitor的线程,当有多个线程都在等待该对象的monitor的话,则只能唤醒其中一个线程,具体唤醒哪个线程则不得而知。

  同样地,调用某个对象的notify()方法,当前线程也必须拥有这个对象的monitor,因此调用notify()方法必须在同步块或者同步方法中进行(synchronized块或者synchronized方法)。

  nofityAll()方法能够唤醒所有正在等待该对象的monitor的线程,这一点与notify()方法是不同的。

  这里要注意一点:notify()和notifyAll()方法只是唤醒等待该对象的monitor的线程,并不决定哪个线程能够获取到monitor。

  举个简单的例子:假如有三个线程Thread1、Thread2和Thread3都在等待对象objectA的monitor,此时Thread4拥有对象objectA的monitor,当在Thread4中调用objectA.notify()方法之后,Thread1、Thread2和Thread3只有一个能被唤醒。注意,被唤醒不等于立刻就获取了objectA的monitor。假若在Thread4中调用objectA.notifyAll()方法,则Thread1、Thread2和Thread3三个线程都会被唤醒,至于哪个线程接下来能够获取到objectA的monitor就具体依赖于操作系统的调度了。

  上面尤其要注意一点,一个线程被唤醒不代表立即获取了对象的monitor,只有等调用完notify()或者notifyAll()并退出synchronized块,释放对象锁后,其余线程才可获得锁执行。

三. Condition接口中的方法

  Condition是在java 1.5中的concurrent包中出现的,它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作,相比使用Object的wait()、notify(),使用Condition1的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用Condition。

  • Condition接口基本的方法就是await()、signal()和signalAll()方法;Condition依赖于Lock接口,生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition()

    • Conditon中的await()对应Object的wait();
    • Condition中的signal()对应Object的notify();
    • Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。
  • 调用Condition的await()和signal()方法,都必须在lock保护之内,就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用

四. 示例

生产者-消费者模型的实现:

1.使用Object的wait()和notify()实现

 1 public class Test {
 2     private int queueSize = 10;
 3     private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
 4     public static void main(String[] args)  {
 5         Test test = new Test();
 6         Producer producer = test.new Producer();
 7         Consumer consumer = test.new Consumer();
 8         producer.start();
 9         consumer.start();
10     }
11
12     class Consumer extends Thread{
13
14         @Override
15         public void run() {
16             consume();
17         }
18
19         private void consume() {
20             while(true){
21                 synchronized (queue) {
22                     while(queue.size() == 0){
23                         try {
24                             System.out.println("队列空,等待数据");
25                             queue.wait();
26                         } catch (InterruptedException e) {
27                             e.printStackTrace();
28                             queue.notify();
29                         }
30                     }
31                     queue.poll();          //每次移走队首元素
32                     queue.notify();
33                     System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余"+queue.size()+"个元素");
34                 }
35             }
36         }
37     }
38
39     class Producer extends Thread{
40
41         @Override
42         public void run() {
43             produce();
44         }
45
46         private void produce() {
47             while(true){
48                 synchronized (queue) {
49                     while(queue.size() == queueSize){
50                         try {
51                             System.out.println("队列满,等待有空余空间");
52                             queue.wait();
53                         } catch (InterruptedException e) {
54                             e.printStackTrace();
55                             queue.notify();
56                         }
57                     }
58                     queue.offer(1);        //每次插入一个元素
59                     queue.notify();
60                     System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
61                 }
62             }
63         }
64     }
65 }

2.使用Condition实现

 1 public class Test {
 2     private int queueSize = 10;
 3     private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
 4     private Lock lock = new ReentrantLock();
 5     private Condition notFull = lock.newCondition();
 6     private Condition notEmpty = lock.newCondition();
 7
 8     public static void main(String[] args)  {
 9         Test test = new Test();
10         Producer producer = test.new Producer();
11         Consumer consumer = test.new Consumer();
12
13         producer.start();
14         consumer.start();
15     }
16
17     class Consumer extends Thread{
18
19         @Override
20         public void run() {
21             consume();
22         }
23
24         private void consume() {
25             while(true){
26                 lock.lock();
27                 try {
28                     while(queue.size() == 0){
29                         try {
30                             System.out.println("队列空,等待数据");
31                             notEmpty.await();
32                         } catch (InterruptedException e) {
33                             e.printStackTrace();
34                         }
35                     }
36                     queue.poll();                //每次移走队首元素
37                     notFull.signal();
38                     System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余"+queue.size()+"个元素");
39                 } finally{
40                     lock.unlock();
41                 }
42             }
43         }
44     }
45
46     class Producer extends Thread{
47
48         @Override
49         public void run() {
50             produce();
51         }
52
53         private void produce() {
54             while(true){
55                 lock.lock();
56                 try {
57                     while(queue.size() == queueSize){
58                         try {
59                             System.out.println("队列满,等待有空余空间");
60                             notFull.await();
61                         } catch (InterruptedException e) {
62                             e.printStackTrace();
63                         }
64                     }
65                     queue.offer(1);        //每次插入一个元素
66                     notEmpty.signal();
67                     System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
68                 } finally{
69                     lock.unlock();
70                 }
71             }
72         }
73     }
74 }

参考:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920385.html

时间: 2024-08-10 00:06:40

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