标题:Java线程阻塞等待及应用实例

引言

在多线程编程中,线程的状态和控制是非常重要的,尤其是线程的阻塞等待。线程阻塞等待是指线程暂时停止执行,直到满足特定条件才能继续执行。本文将介绍Java中线程阻塞等待的概念、使用方式以及一些常见的应用实例。

1. 线程阻塞等待的概念

线程的阻塞等待是指线程在执行过程中,通过调用某些方法使线程进入阻塞状态,等待特定条件满足后再继续执行。线程可以通过调用wait()join()sleep()等方法来实现阻塞等待。

  • wait()方法:使当前线程进入等待状态,直到其他线程调用该对象的notify()notifyAll()方法才能被唤醒。
  • join()方法:使当前线程等待其他线程执行完毕后再继续执行。
  • sleep()方法:使当前线程进入休眠状态,暂停一段时间后再继续执行。

2. 线程阻塞等待的使用方式

2.1 使用wait()notify()

class MyThread implements Runnable {
    public void run() {
        synchronized(this) {
            try {
                // 线程进入等待状态
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Thread resumed");
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread thread = new MyThread();
        Thread t1 = new Thread(thread);
        t1.start();
        
        Thread.sleep(2000);  // 等待2秒
        
        synchronized(thread) {
            // 唤醒等待中的线程
            thread.notify();
        }
    }
}

上述代码中,线程通过调用wait()方法进入等待状态,当主线程等待2秒后调用notify()方法唤醒等待中的线程。

2.2 使用join()

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("Thread started");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Thread completed");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start();
        
        thread.join();  // 等待线程执行完毕
        
        System.out.println("Main thread completed");
    }
}

上述代码中,主线程通过调用join()方法等待子线程执行完毕后再继续执行。

2.3 使用sleep()

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("Thread: " + i);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start();
        
        Thread.sleep(5000);  // 等待子线程执行完毕
        
        System.out.println("Main thread completed");
    }
}

上述代码中,主线程通过调用sleep()方法使自己进入休眠状态,暂停执行一段时间后再继续执行。

3. 线程阻塞等待的应用实例

3.1 生产者-消费者模型

生产者-消费者模型是一个经典的线程同步问题。在该模型中,生产者线程负责生产数据并将其放入缓冲区,而消费者线程则负责从缓冲区取出数据进行消费。当缓冲区为空时,消费者线程需要等待生产者线程生产数据;当缓冲区满时,生产者线程需要等待消费者线程消费数据。

下面是一个简单的生产者-消费者模型的示例