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  • Java并发编程中的阻塞和中断

    1.线程的状态转换

    线程的状态转换是线程控制的基础,下面这张图片非常直观的展示了线程的状态转换:

    线程间的状态转换:
    1. 新建(new):新创建了一个线程对象。
    2. 可运行(runnable):线程对象创建后,其他线程(比如main线程)调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,等待被线程调度选中,获取cpu 的使用权 。
    3. 运行(running):可运行状态(runnable)的线程获得了cpu 时间片(timeslice) ,执行程序代码。
    4. 阻塞(block):阻塞状态是指线程因为某种原因放弃了cpu 使用权,也即让出了cpu timeslice,暂时停止运行。直到线程进入可运行(runnable)状态,才有机会再次获得cpu timeslice 转到运行(running)状态。
    5. 死亡(dead):线程run()、main() 方法执行结束,或者因异常退出了run()方法,则该线程结束生命周期。死亡的线程不可再次复生。

    2.线程阻塞的情况

    阻塞的情况有以下几种:
    (1)等待阻塞
    线程在等待某个通知(notify),运行状态的线程执行o.wait()方法,JVM会把该线程放入等待队列(waitting queue)中。
    (2)同步阻塞
    运行状态的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池(lock pool)中。
    (3)其他阻塞
    运行状态的线程执行Thread.sleep(long ms)主动放弃所占用的系统资源;
    线程调用一个阻塞式IO方法,在该方法返回之前,该线程被阻塞;
    在当前线程上调用其他线程的join()方法时,也会引起当前线程阻塞;
    当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入可运行(runnable)状态。

    3.使用join方法

    thread.Join把指定的线程加入到当前线程,可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程

    比如在线程B中调用了线程A的Join()方法,直到线程A执行完毕后,才会继续执行线程B。
    也就是说,t.join()方法阻塞调用此方法的线程(calling thread),直到线程t完成,此线程再继续。
    通常用于在main()主线程内,等待其它线程完成再结束main()主线程。

    API中是这么描述的:

    join() method suspends the execution of the calling thread until the object called finishes its execution.

    4.Java中断机制

    Java中断机制是一种协作机制,也就是说通过中断并不能直接终止另一个线程,而需要被中断的线程自己处理中断。

    每个线程对象里都有一个boolean类型的标识(不一定就要是Thread类的字段,实际上也的确不是,这几个方法最终都是通过native方法来完成的),代表着是否有中断请求(该请求可以来自所有线程,包括被中断的线程本身)。
    java.lang.Thread类提供了几个方法来操作这个中断状态:

    public static boolean interrupted
    测试当前线程是否已经中断。线程的中断状态 由该方法清除。换句话说,如果连续两次调用该方法,则第二次调用将返回 false(在第一次调用已清除了其中断状态之后,且第二次调用检验完中断状态前,当前线程再次中断的情况除外)。
    
    public boolean isInterrupted()
    测试线程是否已经中断。线程的中断状态不受该方法的影响。
    
    public void interrupt()
    中断线程。
    

      

    例如,当线程t1想中断线程t2,只需要在线程t1中将线程t2对象的中断标识置为true,然后线程2可以选择在合适的时候处理该中断请求,甚至可以不理会该请求,就像这个线程没有被中断一样。
    线程t1通过调用interrupt方法将线程t2的中断状态置为true,t2可以在合适的时候调用interrupted或isInterrupted来检测状态并做相应的处理。

    5.中断的使用场景

    中断的使用场景通常有以下几个:
    点击某个桌面应用中的取消按钮时;
    某个操作超过了一定的执行时间限制需要中止时;
    多个线程做相同的事情,只要一个线程成功其它线程都可以取消时;
    一组线程中的一个或多个出现错误导致整组都无法继续时;
    当一个应用或服务需要停止时。

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