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:
public final native void notify(); public final native void notifyAll(); 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:
- wait()、notify()和notifyAll()方法是本地方法,并且为final方法,无法被重写。
- 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)
- 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;
- 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。
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
public class Test {
private int queueSize = 10;
private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Producer producer = test.new Producer();
Consumer consumer = test.new Consumer();
producer.start();
consumer.start();
} class Consumer extends Thread{ @Override
public void run() {
consume();
} private void consume() {
while(true){
synchronized (queue) {
while(queue.size() == 0){
try {
System.out.println("队列空,等待数据");
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
queue.notify();
}
}
queue.poll(); //每次移走队首元素
queue.notify();
System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余"+queue.size()+"个元素");
}
}
}
} class Producer extends Thread{ @Override
public void run() {
produce();
} private void produce() {
while(true){
synchronized (queue) {
while(queue.size() == queueSize){
try {
System.out.println("队列满,等待有空余空间");
queue.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
queue.notify();
}
}
queue.offer(1); //每次插入一个元素
queue.notify();
System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
}
}
}
}
}
2.使用Condition实现
public class Test {
private int queueSize = 10;
private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition notFull = lock.newCondition();
private Condition notEmpty = lock.newCondition(); public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Producer producer = test.new Producer();
Consumer consumer = test.new Consumer(); producer.start();
consumer.start();
} class Consumer extends Thread{ @Override
public void run() {
consume();
} private void consume() {
while(true){
lock.lock();
try {
while(queue.size() == 0){
try {
System.out.println("队列空,等待数据");
notEmpty.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
queue.poll(); //每次移走队首元素
notFull.signal();
System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余"+queue.size()+"个元素");
} finally{
lock.unlock();
}
}
}
} class Producer extends Thread{ @Override
public void run() {
produce();
} private void produce() {
while(true){
lock.lock();
try {
while(queue.size() == queueSize){
try {
System.out.println("队列满,等待有空余空间");
notFull.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
queue.offer(1); //每次插入一个元素
notEmpty.signal();
System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
} finally{
lock.unlock();
}
}
}
}
}
参考:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920385.html
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