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一、线程的状态
Java中线程中状态可分为五种:New(新建状态),Runnable(就绪状态),Running(运行状态),Blocked(阻塞状态),Dead(死亡状态)。
New:新建状态,当线程创建完成时为新建状态,即new Thread(...),还没有调用start方法时,线程处于新建状态。
Runnable:就绪状态,当调用线程的的start方法后,线程进入就绪状态,等待CPU资源。处于就绪状态的线程由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度。
Running:运行状态,就绪状态的线程获取到CPU执行权以后进入运行状态,开始执行run方法。
Blocked:阻塞状态,线程没有执行完,由于某种原因(如,I/O操作等)让出CPU执行权,自身进入阻塞状态。
Dead:死亡状态,线程执行完成或者执行过程中出现异常,线程就会进入死亡状态。
这五种状态之间的转换关系如下图所示:
有了对这五种状态的基本了解,现在我们来看看Java中是如何实现这几种状态的转换的。
二、wait/notify/notifyAll方法的使用
JDK中一共提供了这三个版本的方法,
(1)wait()方法的作用是将当前运行的线程挂起(即让其进入阻塞状态),直到notify或notifyAll方法来唤醒线程.
(2)wait(long timeout),该方法与wait()方法类似,唯一的区别就是在指定时间内,如果没有notify或notifAll方法的唤醒,也会自动唤醒。
(3)至于wait(long timeout,long nanos),本意在于更精确的控制调度时间,不过从目前版本来看,该方法貌似没有完整的实现该功能,其源码(JDK1.8)如下
wait | notify | notifyAll | |
---|---|---|---|
作用 | wait方法是一个本地方法,其底层是通过一个叫做监视器锁的对象来完成的,需要Synchronized同步 | 只能唤醒monitor上的一个线程,对其他线程没有影响,需持有相同的对象锁 | notifyAll则唤醒所有的线程,需持有相同的对象锁 |
锁标志 | 释放 |
从结果可以看出:调用notify方法时只有线程Thread-0被唤醒,但是调用notifyAll时,所有的线程都被唤醒了。
最后,有两点点需要注意:
(1)调用wait方法后,线程是会释放对monitor对象的所有权的。
(2)一个通过wait方法阻塞的线程,必须同时满足以下两个条件才能被真正执行:
- 线程需要被唤醒(超时唤醒或调用notify/notifyll)。
- 线程唤醒后需要竞争到锁(monitor)。
三、sleep/yield/join方法解析
1、sleep
sleep方法的作用是让当前线程暂停指定的时间(毫秒),sleep方法是最简单的方法,在上述的例子中也用到过,比较容易理解。唯一需要注意的是其与wait方法的区别。最简单的区别是,wait方法依赖于同步,而sleep方法可以直接调用。而更深层次的区别在于sleep方法只是暂时让出CPU的执行权,并不释放锁。而wait方法则需要释放锁。
2、yield方法
yield方法的作用是暂停当前线程,以便其他线程有机会执行,不过不能指定暂停的时间,并且也不能保证当前线程马上停止。yield方法只是将Running状态转变为Runnable状态
sleep | yield | join | |
---|---|---|---|
作用 | 让当前线程暂停,只是让出CPU的执行权 | 暂停当前正在执行的线程对象。 yield()只是使当前线程重新回到可执行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。 yield()只能使同优先级或更高优先级的线程有执行的机会。 | 父线程等待子线程执行完成后再执行,换句话说就是将异步执行的线程合并为同步的线程 |
锁标志 | 不释放 | ||
说明 | 1.调度器可能会忽略该方法。2.使用的时候要仔细分析和测试,确保能达到预期的效果。3.很少有场景要用到该方法,主要使用的地方是调试和测试。 | 可以看出join方法就是通过wait方法来将线程的阻塞,如果join的线程还在执行,则将当前线程阻塞起来,直到join的线程执行完成,当前线程才能执行。不过有一点需要注意,这里的join只调用了wait方法,却没有对应的notify方法,原因是Thread的start方法中做了相应的处理,所以当join的线程执行完成以后,会自动唤醒主线程继续往下执行。 |
四、总结
本文主要详细讲解了wait/notify/notifyAll和sleep/yield/join方法。最后回答一下上面提出的问题:wait/notify/notifyAll方法的作用是实现线程间的协作,那为什么这三个方法不是位于Thread类中,而是位于Object类中?位于Object中,也就相当于所有类都包含这三个方法(因为Java中所有的类都继承自Object类)。要回答这个问题,还是得回过来看wait方法的实现原理,大家需要明白的是,wait等待的到底是什么东西?如果对上面内容理解的比较好的话,我相信大家应该很容易知道wait等待其实是对象monitor,由于Java中的每一个对象都有一个内置的monitor对象,自然所有的类都理应有wait/notify方法。