本文主要是介绍【Java编程思想】线程的基本协作机制 与 线程的中断,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
wait/notify
Java在Object类中定义了一些线程协作的基本方法,wait和notify
public final void wait() throws InterruptedException;
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
一个带时间参数,单位是毫秒,表示最多等待的时长,如果为0则表示无限期等待;
一个不带时间参数,表示无限期等待,实际就是调用wait(0)
在等待期间都可以被中断,如果被中断,会抛出InterruptedException异常
每个对象都有一把锁和等待队列,一个线程在进入synchronized代码块时,会尝试获取锁,如果获取不到则会吧当前线程加入等待队列中。除了用于锁的等待队列,每个对象还有另外一个等待队列,表示条件队列,该队列用于线程间的协作。
调用wait就会把当前线程放到条件队列上并阻塞,表示当前线程执行不下去了,它需要等待一个条件,需要其他线程来改变。当其他线程改变了条件后,应该调用Object的notify方法,notify做的就是从条件队列中选一个线程,将其从队列中移除并唤醒
// 从条件队列中选一个线程,移除并唤醒
public final native void notify();
// 移除条件队列中所有的线程并唤醒
public final native void notifyAll();
这里做一个简单的示例,一个线程在启动后,在执行某个操作前,需要等待主线程给它的指令,收到指令后才执行
public class WaitThread extends Thread {private volatile boolean fire = false;@Overridepublic void run() {synchronized (this) {try {while (!fire) {System.out.println("start wait");wait();System.out.println("wait end");}System.out.println("fire !!");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public synchronized void fire() throws InterruptedException {this.fire = true;System.out.println("notify");notify();Thread.sleep(5000);System.out.println("notify !!!");}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {WaitThread waitThread = new WaitThread();waitThread.start();Thread.sleep(1000);waitThread.fire();}
}
wait/notify 这方法只能在synchronized代码块内被调用
可能会有疑问,两个方法都在synchronized代码块内,一个线程在wait时,另一个线程怎么可以调用到notify呢?
实际上调用wait时,线程会释放对象锁
只有在把包含notify的synchronized代码块执行完以后,等待的线程才会从wait调用中返回。
协作场景
生产者/消费者协作模式:生产者线程和消费者线程通过共享队列进行协作,生产者将数据或任务放到队列上,而消费者从队列上取数据或任务。如果队列长度有限,在队列满的时候,生产者需要等待,而在队列为空的时候,消费者需要等待。
Java提供了专门的阻塞队列实现:- 接口BlockingQueue和BlockingDeque
- 基于数组的实现类ArrayBlockingQueue
- 基于链表的实现类LinkedBlockingQueue和LinkedBlockingDeque
- 基于堆的实现类PriorityBlockingQueue
同时开始: 要求多个线程能同时开始工作
- 等待结束:主线程将任务分解为若干子任务,为每个子任务创建一个线程,主线程在继续执行其他任务之前需要等待每个子任务执行完毕
- 异步结果
- 集合点: 比如在并行迭代计算中,每个线程负责一部分计算,然后在集合点等待其他线程完成,所有线程到齐后,交换数据和结果,再进行下一次迭代。
线程的中断
在Java中,停止一个线程的主要机制是中断,中断并不是强迫终止一个线程,它是一种协作机制,是给线程传递一个取消信号,但是由线程决定如何以及何时退出
// 返回对应线程的中断标志位是否为true
public boolean isInterrupted();
// 中断对应的线程
public void interrupte();
// 返回当前线程的中断标志位是否为true,同时清空中断标志位
public static boolean interrupted();
interrupted()对线程的影响与线程的状态和在进行的IO操作有关。我们主要考虑线程的状态,IO操作的影响和具体IO以及操作系统有关
RUNNABLE
如线程再运行或具备运行条件只是在等待操作系统调度,且没有执行IO操作,interrupted()只是会设置线程的中断标志位,没有任何其他作用。
不过我们可以在合适的位置检查中断标志位
WAITING/TIMED_WAITING
线程调用join/wait/sleep方法会进入WAITING/TIMED_WAITING状态,此时调用interrupt()会使得线程抛出InterruptedException。抛出异常后,中断标志位会被清空
BLOCKED
如果线程在等待锁,对线程对象调用interrupted()只是会设置线程的中断标志位,线程依然会处于BLOCKED状态
NEW/TERMINATED
如果线程尚未启动(NEW),或者已经结束(TERMINATED),调用interrupted()对它没有任何效果。
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