Java 中的等待唤醒机制透彻讲解
线程的状态
首先了解一下什么是线程的状态,线程状态就是当线程被创建(new),并且启动(start)后,它不是一启动就进入了执行状态(run),也不是一直都处于执行状态。
这里说一下Java 的Thread类里面有一个State方法,这个方法里面涵盖了6种线程的状态,如下:
public enum State {
// 尚未启动的线程的线程状态。
NEW, // 可运行线程的线程状态。
RUNNABLE, // 线程的线程状态被阻塞,等待监视器锁定。
BLOCKED, // 等待线程的线程状态。
WAITING, // 具有指定等待时间的等待线程的线程状态。
TIMED_WAITING, // 终止线程的线程状态。
TERMINATED;
}
导致这六种线程状态发生的条件
New -- 新建
线程刚被创建,不过还没有被启动(还没有调用start方法)
Runnable -- 可运行
处于可运行状态的线程正在Java虚拟机中执行,但是它可能正在等待来自操作系统(例如处理器)的其他资源。
Blocked -- 锁阻塞
当一个线程想获取一个对象锁,不过该对象锁被其它的线程持有时,该线程就会进入锁阻塞状态;当该线程持有锁的时候,该线程将会变成可运行的状态。
Waiting -- 无限等待
当一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程就会进入无限等待状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,要等待另一个线程调用notify()方法,或notifyall()方法才能够被唤醒。
Timed_Waiting -- 计时等待
类似于无限等待状态,有几个方法有超时参数,如:Thread.sleep、Object.wait方法。调用这些方法,进入计时等待状态。计时等待状态将会一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。
terminated -- 被终止
1、因为run方法的正常退出而死亡。
2、因为没有捕获的异常,终止了run方法而死亡。
等待唤醒案例切入
顾客要去饭店吃饭,自助下单,说明要吃什么,数量是多少。下完单以后,顾客就等待该饭店厨师做饭菜,也就是Waiting状态(无限等待状态)。
厨师收到下单信息,开始做饭菜,做好饭菜,把饭菜递到顾客桌面上,顾客看到饭菜已经来了(notify方法),就可以开吃了(等待唤醒机制)。
Java代码实现(线程之间的通信)
分析
创建一个顾客线程:下单,告知厨师要什么菜,菜的数量,调用wait方法,放弃CPU的执行,进入到无限等待状态(Waiting)
创建一个厨师线程:看到下单,花了3秒钟做饭菜,做好之后,调用notify方法,唤醒顾客吃饭了。
注意
顾客线程和厨师线程,必须使用同步代码块包裹起来,保证等待和唤醒只能有一个在执行。
同步使用的锁对象必须保证唯一。
只有锁对象才能够调用Object.wait方法和Object.notify方法。
代码
public class Demo01WaitNotify {
public static void main(String[] args) {
// 创建锁对象(要保证锁唯一)
Object object = new Object(); // 创建一个顾客线程
new Thread() {
@Override
public void run() {
// 使用同步代码块包裹起来,保证等待和唤醒只能有一个在执行。
synchronized (object) {
// 顾客下单
System.out.println("我要一个西虹市炒番茄,一个马铃薯炒土豆,两碗米饭");
// 调用wait方法,放弃CPU的执行,进入到无限等待状态(Waiting)
try {
object.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 唤醒之后(饭菜上来后),吃饭!!!真香。
System.out.println("我就是饿死,从这里跳下去,也不会吃你们一口饭。。。真香!!!!");
}
}
}.start(); // 创建一个厨师线程
new Thread() {
@Override
public void run() {
// 厨师收到下单请求,花三秒钟把饭菜做好
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 使用同步代码块包裹起来,保证等待和唤醒只能有一个在执行。
synchronized (object) {
System.out.println("我的饭菜三秒钟做好了,你食唔食哦?");
// 做好之后,调用notify方法,唤醒顾客吃饭了。
object.notify();
}
}
}.start();
}
}
控制台输出:
我要一个西虹市炒番茄,一个马铃薯炒土豆,两碗米饭
我的饭菜三秒钟做好了,你食唔食哦?
我就是饿死,从这里跳下去,也不会吃你们一口饭。。。真香!!!!
上面的代码,存在线程间的通信,那什么又是线程间的通信呢?简单的说,就是多个线程在处理同一个资源,但是处理的动作(线程的任务)却不同。如上,厨师线程做饭菜,顾客线程吃饭菜。那为什么要进行线程间的通信呢?多个线程并发执行的时候,在默认情况下CPU是随机切换线程的,当我们需要多个线程来共同完成一件任务,并且希望它们有规律的执行的时候,那么多线程就之间就需要一些协调通信,来达到多线程共同操作一份数据。
对代码中通信的理解:
对又没有饭菜进行判断——
1、没有饭菜(False)。
2、顾客下单。
3、厨师做饭菜。
4、顾客线程等待。
5、厨师做好饭菜
6、修改饭菜的状态(True)
7、有饭菜,厨师线程提醒顾客线程吃饭菜。
8、厨师线程等待
9、吃完饭菜,修改饭菜的状态(False)
这就是顾客线程与厨师线程之间的通信。以此类推,其它Java程序中多线程的通信也是同样的道理。
Java 中的等待唤醒机制就解析到这里了,如果有什么不足、错误的地方,希望大佬们指正。
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