第三章 线程通信
1,等待/通知机制
①举个现实中的例子:
(1)厨师昨晚一道菜的时间不确定,所以厨师将菜品放到“菜品传递台”上的时间也不确定。
(2)服务员取到菜的时间取决于厨师,所以服务员就有“等待”(wait)的状态。
(3)服务员如何能取到菜呢?这有得取决于厨师,厨师将菜放到“菜品传递台”上,其实就相当于一种通知(notify),这是服务员才可以拿到菜并交个就餐者。
(4)在这个过程中出现了“等待/通知”机制。
2,等待/通知机制的实现
方法wait()的作用是是当前执行代码的线程进入等待,wait()方法是Object类的方法,改方法用来将当前线程置入“预执行队列”中,并且在wait()所在的代码行处停止执行,知道接到通知或被中断位置。在调用wait()之前,线程必须获得该对象的对象级别锁,即只能在同步方法或同步块中调用wait()方法。在执行wait()方法后,当前线程释放锁。在从wait()返回前,线程与其他线程竞争重新获得锁。如果调用wait()时没有持有适当的锁,则抛出IllegalMonitorStatException,它是RuntimeException的一个子类,因此,不需要try-catch语句进行捕捉异常。
方法notify()也要在同步方法或同步块中调用,即在调用前,线程也必须获得该对象的对象级别锁。如果调用notify()时没有持有适当的锁,也会抛出IllegalMonitorStatException。该方法用来通知那些那些可能等待该对象的对象锁的其他线程,如果有多个线程等待,则由线程规划器随机挑选出其中一个呈wait状态的线程,对其发出通知notify,并是它等待获取该对象的对象锁。需要说明的是,在执行notify()方法后,当前线程不会马上释放该对象锁,呈wait状态的线程也并不能马上获取该对象锁,要等到执行notify()方法的线程将程序执行完,也就是退出synchronized代码块后,当前线程才会释放锁,而呈wait状态所在的线程才可以获取该对象锁。当第一个获得了该对象锁的wait线程运行完毕以后,它会释放掉改对象锁,此时如果该对象没有再次使用notify语句,则即便该对象已经空闲,其他wait状态等待的线程由于没有得到该对象的通知,还会继续堵塞在wait状态,直到这个对象发出一个notify或notifyAll。
用一句话来总结一下wait和notify:wait使线程停止运行,而notify是停止的线程继续运行.
3,关键字synchronized可以将任何一个Object对象作为同步对象来看待,而java为每个Object都实现了wait()和notify()方法,他们必须用在被synchronized同步的Object的临界区内。通过调用wait()方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态,同时释放被同步对象的锁。而notify操作可以唤醒一个因调用了wait操作而处于堵塞状态中的线程,使其进入就绪状态。被重新唤醒的线程会试图重新获得临界区的控制权,也就是锁,并继续执行临界区内wait之后的代码。
notifyAll()方法可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的“全部”线程从等待状态退出,进入可运行状态。此时,优先级最高的那个线程最先执行,但也有可能是随机执行,因为这要取决于JVM虚拟机的实现。
每个锁对象都有两个队列,一个是就绪队列,一个是堵塞队列。就绪队列存储了将要获得锁的线程,堵塞队列存储了被堵塞的线程。一个线程被唤醒后,才会进入就绪队列,等待CPU的调度;反之,一个线程被wait后,就会进入堵塞队列,等待下一次被唤醒。
4,当线程呈wait状态时,调用线程对象的interrupt方法时,会出现InterruptedException异常。
5,wait(long time),方法的功能是等待某一时间内是否有线程对锁进行唤醒,如果超过这个时间则自动唤醒。
6,方法join的使用,很多情况下,主线程创建并启动子线程,如果子线程中要进行大量的耗时运算,主线程往往将早于子线程结束之前结束。测试,如果主线程想等待子线程执行完成之后再结束,比如子线程要处理一个数据,主线程要取得这个数据中的值,就用到了join()方法了。方法join()的作用就是使所属的线程对象X正常执行run()方法中的任务,而使当前线程Y进行无限期的堵塞,等待线程X销毁后在继续执行Y后面的代码。
方法join具有使线程排队运行的作用,有些类似同步的运行效果。join与synchronized的区别是join在内部使用wait()方法进行等待,而synchronized关键字使用的是“对象监视器”原理做同步。
7,方法join(long time) 的参数是设定等待的时间。和sleep(long time)的区别是,方法join(long)的功能是在内部使用wait(long)方法来实现的,所以join(long)方法具有释放锁的特点,sleep(long)不释放锁。
8 ,类ThreadLocal的使用
变量值的共享可以使用public static 变量的形式,所有的线程都使用同一个public static 变量。如果想实现每一个线程都有自己的共享变量该如何解决呢?JDK中提供的类ThreadLocal正是为了解决这样的问题。
9,类InheritableThreadLocal的使用,可以在子线程中取得父线程继承下来的值。