Java 如何让当前线程阻塞的项目方案

在多线程编程中，线程的管理与协调往往是实现高效能和良好用户体验的关键。Java 提供了多种方式来让当前线程阻塞，常见的如 wait(), sleep(), join() 以及使用高级的并发工具类。本文将探讨这些方法，并提供一个项目方案，展示其在现实场景中的应用。

项目背景

在某个在线订单处理系统中，用户下单后，系统会启动一个线程来处理订单，而与订单处理相关的某些任务需要在处理完成后才能执行。为了确保任务按照特定顺序执行，需让当前线程阻塞，等待订单处理线程的完成。通过合理的线程阻塞机制，我们可以避免数据错误与资源竞争情况。

线程阻塞方式

1. sleep()

sleep() 方法使当前线程在指定的毫秒数内进入阻塞状态。在这段时间内，它不会占用 CPU 资源。

public class SleepExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Starting sleep...");
        try {
            Thread.sleep(2000); // 睡眠2秒
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Sleep ended.");
    }
}

2. wait()

wait() 方法使当前线程等待直到其他线程调用相同对象的 notify() 或 notifyAll() 方法。通常与 synchronized 关键字结合使用。

public class WaitExample {
    public synchronized void execute() {
        System.out.println("Executing...");
        try {
            wait(); // 等待通知
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Resumed Execution.");
    }

    public synchronized void notifyExecution() {
        System.out.println("Notifying...");
        notify(); // 通知等待的线程
    }
}

3. join()

join() 方法使当前线程等待其他线程执行完成。在调用 join() 的线程会阻塞，直到被调用的线程结束。

public class JoinExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println("Thread is running...");
            try {
                Thread.sleep(2000); // 模拟长时间任务
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Thread completed.");
        });

        thread.start();
        try {
            thread.join(); // 等待thread执行完成
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Main thread resumed after thread completion.");
    }
}

关系图

以下是我们项目中涉及的线程阻塞逻辑的关系图：

erDiagram
    ORDER --o PROCESS_ORDER : triggers
    PROCESS_ORDER ||--o ORDER_STATUS : updates
    ORDER_STATUS ||--o NOTIFY_USER : sends_notification

项目实施方案

1. 需求分析

在项目中，需要实现一个后台服务，在用户下单后异步处理订单，并在处理完成后更新订单状态，并通知用户。为了实现这一流程，需要合理使用协作的线程阻塞机制。

2. 系统架构

  • 用户系统：提供下单接口。
  • 订单处理服务：接收用户请求，启动线程处理订单。
  • 通知服务：在订单处理完成后通知用户。

3. 实现步骤

  1. 用户通过 RESTful API 提交订单。
  2. 后端启动一个新线程处理订单。
  3. 在订单处理线程结束时，更新订单状态。
  4. 使用 notify() 方法通知主线程，以完成消息发送。

4. 代码示例

整个过程的代码实现如下所示：

public class OrderService {
    private final Object lock = new Object();
    private boolean orderProcessed = false;

    public void placeOrder() {
        Thread processOrderThread = new Thread(() -> {
            // 模拟订单处理时间
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (lock) {
                orderProcessed = true;
                lock.notify(); // 通知订单已经处理完成
            }
        });

        processOrderThread.start();

        synchronized (lock) {
            while (!orderProcessed) {
                try {
                    lock.wait(); // 等待订单处理完成
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

        sendNotification();
    }

    private void sendNotification() {
        System.out.println("Order processed, sending notification...");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new OrderService().placeOrder();
    }
}

结论

通过合理利用 Java 的线程阻塞机制，我们可以有效地管理多线程间的协作，确保系统运行的高效与稳定。在实际项目中，不同的阻塞方式可能会有不同的应用场景，因此针对不同业务需求选择合适的实现方式至关重要。希望本文能为你在多线程开发中提供一些参考与帮助。