往往混淆了这三个函数的使用。
从操作系统的角度讲,os会维护一个ready queue(就绪的线程队列)。并且在某一时刻cpu只为ready queue中位于队列头部的线程服务。 但是当前正在被服务的线程可能觉得cpu的服务质量不够好,于是提前退出,这就是yield。 或者当前正在被服务的线程需要睡一会,醒来后继续被服务,这就是sleep。
sleep方法不推荐使用,可用wait。 线程退出最好自己实现,在运行状态中一直检验一个状态,如果这个状态为真,就一直运行,如果外界更改了这个状态变量,那么线程就停止运行。
sleep()使当前线程进入停滞状态,所以执行sleep()的线程在指定的时间内肯定不会执行;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。 sleep()可使优先级低的线程得到执行的机会,当然也可以让同优先级和高优先级的线程有执行的机会;yield()只能使同优先级的线程有执行的机会。
当调用wait()后,线程会释放掉它所占有的“锁标志”,从而使线程所在对象中的其它synchronized数据可被别的线程使用。
waite()和notify()因为会对对象的“锁标志”进行操作,所以它们必须在synchronized函数或synchronized block中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronized block中进行调用,虽然能编译通过,但在运行时会发生IllegalMonitorStateException的异常。
彻底明白多线程通信机制:
线程间的通信 1. 线程的几种状态 线程有四种状态,任何一个线程肯定处于这四种状态中的一种:
1) 产生(New):线程对象已经产生,但尚未被启动,所以无法执行。如通过new产生了一个线程对象后没对它调用start()函数之前。
2) 可执行(Runnable):每个支持多线程的系统都有一个排程器,排程器会从线程池中选择一个线程并启动它。当一个线程处于可执行状态时,表示它可能正处于线程池中等待排排程器启动它;也可能它已正在执行。如执行了一个线程对象的start()方法后,线程就处于可执行状态,但显而易见的是此时线程不一定正在执行中。
3) 死亡(Dead):当一个线程正常结束,它便处于死亡状态。如一个线程的run()函数执行完毕后线程就进入死亡状态。 4) 停滞(Blocked):当一个线程处于停滞状态时,系统排程器就会忽略它,不对它进行排程。当处于停滞状态的线程重新回到可执行状态时,它有可能重新执行。如通过对一个线程调用wait()函数后,线程就进入停滞状态,只有当再次对该线程调用notify或notifyAll后它才能再次回到可执行状态。
2. class Thread下的常用函数函数 2.1 suspend()、resume() 1) 通过suspend()函数,可使线程进入停滞状态。通过suspend()使线程进入停滞状态后,除非收到resume()消息,否则该线程不会变回可执行状态。 2) 当调用suspend()函数后,线程不会释放它的“锁标志”。 例11:
1 public class MyTest { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 5 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 6 7 TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2"); 8 9 t1.start();// (5) 10 11 // t1.start(); //(3) 12 13 t2.start();// (4) 14 15 } 16 17 } 18 19 class TestThreadMethod extends Thread { 20 21 public static int shareVar = 0; 22 23 public TestThreadMethod(String name) { 24 25 super(name); 26 27 } 28 29 public synchronized void run() { 30 31 if (shareVar == 0) { 32 33 for (int i = 0; i < 5; i++) { 34 35 shareVar++; 36 37 if (shareVar == 5) { 38 39 this.suspend();// (1) 40 41 } 42 43 } 44 45 } else { 46 47 System.out.print(Thread.currentThread().getName()); 48 49 System.out.println(" shareVar = " + shareVar); 50 51 this.resume();// (2) 52 53 } 54 55 } 56 57 }
运行结果为:
t2 shareVar = 5 i. 当代码(5)的t1所产生的线程运行到代码(1)处时,该线程进入停滞状态。然后排程器从线程池中唤起代码(4)的t2所产生的线程,此时shareVar值不为0,所以执行else中的语句。 ii. 也许你会问,那执行代码(2)后为什么不会使t1进入可执行状态呢?正如前面所说,t1和t2是两个不同对象的线程,而代码(1)和(2)都只对当前对象进行操作,所以t1所产生的线程执行代码(1)的结果是对象t1的当前线程进入停滞状态;而t2所产生的线程执行代码(2)的结果是把对象t2中的所有处于停滞状态的线程调回到可执行状态。 iii. 那现在把代码(4)注释掉,并去掉代码(3)的注释,是不是就能使t1重新回到可执行状态呢?运行结果是什么也不输出。为什么会这样呢?也许你会认为,当代码(5)所产生的线程执行到代码(1)时,它进入停滞状态;而代码(3)所产生的线程和代码(5)所产生的线程是属于同一个对象的,那么就当代码(3)所产生的线程执行到代码(2)时,就可使代码(5)所产生的线程执行回到可执行状态。但是要清楚,suspend()函数只是让当前线程进入停滞状态,但并不释放当前线程所获得的“锁标志”。所以当代码(5)所产生的线程进入停滞状态时,代码(3)所产生的线程仍不能启动,因为当前对象的“锁标志”仍被代码(5)所产生的线程占有。
2.2 sleep() 1) sleep ()函数有一个参数,通过参数可使线程在指定的时间内进入停滞状态,当指定的时间过后,线程则自动进入可执行状态。 2) 当调用sleep ()函数后,线程不会释放它的“锁标志”。 例12:
1 class TestThreadMethod extends Thread { 2 3 public static int shareVar = 0; 4 5 public TestThreadMethod(String name) { 6 7 super(name); 8 9 } 10 11 public synchronized void run() { 12 13 for (int i = 0; i < 3; i++) { 14 15 System.out.print(Thread.currentThread().getName()); 16 17 System.out.println(" : " + i); 18 19 try { 20 21 Thread.sleep(100);// (4) 22 23 } catch (InterruptedException e) { 24 25 System.out.println("Interrupted"); 26 27 } 28 29 } 30 31 } 32 33 } 34 35 public class MyTest { 36 37 public static void main(String[] args) { 38 39 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 40 41 TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2"); 42 43 t1.start(); // (1) 44 45 t1.start(); // (2) 46 47 // new Thread(t1).start();// (4) 48 49 // new Thread(t1).start();// (5) 50 51 // new Thread(t2).start(); (3)t2.start(); 52 53 } 54 55 }
运行结果为:
引用: Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException t1 : 0 at java.lang.Thread.start(Unknown Source) at MyTest.main(MyTest.java:26) t1 : 1 t1 : 2
可见,对于同一个对象直接启动2次会出现异常 我们将(1)和(2)注释掉,改成 (4)和(5)的代码,则运行结果为:
引用: Thread-0 : 0 Thread-0 : 1 Thread-0 : 2 Thread-1 : 0 Thread-1 : 1 Thread-1 : 2
由结果可证明,虽然在run()中执行了sleep(),但是它不会释放对象的“锁标志”,所以除非代码(1)的线程执行完run()函数并释放对象的“锁标志”,否则代码(2)的线程永远不会执行。
如果把代码(2)注释掉,并去掉代码(3)的注释,结果将变为:
引用: Thread-0 : 0 Thread-1 : 0 Thread-0 : 1 Thread-1 : 1 Thread-1 : 2 Thread-0 : 2
由于t1和t2是两个对象的线程,所以当线程t1通过sleep()进入停滞时,排程器会从线程池中调用其它的可执行线程,从而t2线程被启动。
例13:
1 class TestThreadMethod extends Thread { 2 3 public static int shareVar = 0; 4 5 public TestThreadMethod(String name) { 6 7 super(name); 8 9 } 10 11 public synchronized void run() { 12 13 for (int i = 0; i < 5; i++) { 14 15 System.out.print(Thread.currentThread().getName()); 16 17 System.out.println(" : " + i); 18 19 try { 20 21 if (Thread.currentThread().getName().equals("t1")) 22 23 Thread.sleep(200); 24 25 else 26 27 Thread.sleep(100); 28 29 } catch (InterruptedException e) { 30 31 System.out.println("Interrupted"); 32 33 } 34 35 } 36 37 } 38 39 } 40 41 public class MyTest { 42 43 public static void main(String[] args) { 44 45 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 46 47 TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2"); 48 49 t1.start(); 50 51 // t1.start(); 52 53 t2.start(); 54 55 } 56 57 }
运行结果为:
引用: t1 : 0 t2 : 0 t2 : 1 t1 : 1 t2 : 2 t2 : 3 t1 : 2 t2 : 4 t1 : 3 t1 : 4
由于线程t1调用了sleep(200),而线程t2调用了sleep(100),所以线程t2处于停滞状态的时间是线程t1的一半,从从结果反映出来的就是线程t2打印两倍次线程t1才打印一次。
2.3 yield() 1) 通过yield ()函数,可使线程进入可执行状态,排程器从可执行状态的线程中重新进行排程。所以调用了yield()的函数也有可能马上被执行。 2) 当调用yield ()函数后,线程不会释放它的“锁标志”。 例14:
1 class TestThreadMethod extends Thread { 2 3 public static int shareVar = 0; 4 5 public TestThreadMethod(String name) { 6 7 super(name); 8 9 } 10 11 public synchronized void run() { 12 13 for (int i = 0; i < 4; i++) { 14 15 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); 16 17 Thread.yield(); 18 19 } 20 21 } 22 23 } 24 25 public class MyTest { 26 27 public static void main(String[] args) { 28 29 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 30 31 TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2"); 32 33 new Thread(t1).start(); 34 35 new Thread(t1).start();// (1) 36 37 // new Thread(t2).start(); //(2) 38 39 } 40 41 }
运行结果为:
引用: Thread-0 : 0 Thread-0 : 1 Thread-0 : 2 Thread-0 : 3 Thread-1 : 0 Thread-1 : 1 Thread-1 : 2 Thread-1 : 3
从结果可知调用yield()时并不会释放对象的“锁标志”。 如果把代码(1)注释掉,并去掉代码(2)的注释,结果为:
引用: Thread-0 : 0 Thread-1 : 0 Thread-0 : 1 Thread-1 : 1 Thread-0 : 2 Thread-1 : 2 Thread-0 : 3 Thread-1 : 3
从结果可知,虽然t1线程调用了yield(),但它马上又被执行了。 2.4 sleep()和yield()的区别 1) sleep()使当前线程进入停滞状态,所以执行sleep()的线程在指定的时间内肯定不会执行;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。 2) sleep()可使优先级低的线程得到执行的机会,当然也可以让同优先级和高优先级的线程有执行的机会;yield()只能使同优先级的线程有执行的机会。 例15:
1 class TestThreadMethod extends Thread { 2 3 public static int shareVar = 0; 4 5 public TestThreadMethod(String name) { 6 7 super(name); 8 9 } 10 11 public void run() { 12 13 for (int i = 0; i < 4; i++) { 14 15 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); 16 17 // Thread.yield(); (1) 18 19 /* (2) */ 20 21 try { 22 23 Thread.sleep(300); 24 25 } catch (InterruptedException e) { 26 27 System.out.println("Interrupted"); 28 29 } 30 31 } 32 33 } 34 35 } 36 37 public class MyTest { 38 39 public static void main(String[] args) { 40 41 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 42 43 TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2"); 44 45 t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); 46 47 t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); 48 49 t1.start(); 50 51 t2.start(); 52 53 } 54 55 }
运行结果为:
引用: t1 : 0 t2 : 0 t1 : 1 t2 : 1 t1 : 2 t2 : 2 t1 : 3 t2 : 3
由结果可见,通过sleep()可使优先级较低的线程有执行的机会。注释掉代码(2),并去掉代码(1)的注释,结果为:
引用: t1 : 0 t1 : 1 t2 : 0 t1 : 2 t1 : 3 t2 : 1 t2 : 2 t2 : 3
可见,调用yield(),不同优先级的线程永远不会得到执行机会。 2.5 join() 使调用join()的线程执行完毕后才能执行其它线程,在一定意义上,它可以实现同步的功能。 例16:
1 class TestThreadMethod extends Thread { 2 3 public static int shareVar = 0; 4 5 public TestThreadMethod(String name) { 6 7 super(name); 8 9 } 10 11 public void run() { 12 13 for (int i = 0; i < 4; i++) { 14 15 System.out.println(" " + i); 16 17 try { 18 19 Thread.sleep(300); 20 21 } catch (InterruptedException e) { 22 23 System.out.println("Interrupted"); 24 25 } 26 27 } 28 29 } 30 31 } 32 33 public class MyTest { 34 35 public static void main(String[] args) { 36 37 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 38 39 TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2"); 40 41 t1.start(); 42 43 try { 44 45 t1.join(); 46 47 } catch (InterruptedException e) {} 48 49 t2.start(); 50 51 } 52 53 }
运行结果为:
引用: 0 1 2 3 0 1 2 3
3. class Object下常用的线程函数 wait()、notify()和notifyAll()这三个函数由java.lang.Object类提供,用于协调多个线程对共享数据的存取。
3.1 wait()、notify()和notifyAll()
1) wait()函数有两种形式:第一种形式接受一个毫秒值,用于在指定时间长度内暂停线程,使线程进入停滞状态。第二种形式为不带参数,代表waite()在notify()或notifyAll()之前会持续停滞。
2) 当对一个对象执行notify()时,会从线程等待池中移走该任意一个线程,并把它放到锁标志等待池中;当对一个对象执行notifyAll()时,会从线程等待池中移走所有该对象的所有线程,并把它们放到锁标志等待池中。
3) 当调用wait()后,线程会释放掉它所占有的“锁标志”,从而使线程所在对象中的其它synchronized数据可被别的线程使用。
例17: 下面,我们将对例11中的例子进行修改
1 class TestThreadMethod extends Thread { 2 3 public static int shareVar = 0; 4 5 public TestThreadMethod(String name) { 6 7 super(name); 8 9 } 10 11 public synchronized void run() { 12 13 if (shareVar == 0) { 14 15 for (int i = 0; i < 10; i++) { 16 17 shareVar++; 18 19 if (shareVar == 5) { 20 21 try { 22 23 this.wait();// (4) 24 25 } catch (InterruptedException e) {} 26 27 } 28 29 } 30 31 } 32 33 if (shareVar != 0) { 34 35 System.out.print(Thread.currentThread().getName()); 36 37 System.out.println(" shareVar = " + shareVar); 38 39 this.notify();// (5) 40 41 } 42 43 } 44 45 } 46 47 public class MyTest { 48 49 public static void main(String[] args) { 50 51 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 52 53 TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2"); 54 55 new Thread(t1).start();// (1) 56 57 // new Thread(t1).start(); // (2) 58 59 new Thread(t2).start();// (3) 60 61 } 62 63 }
运行结果为:
引用: Thread-1 shareVar = 5
因为t1和t2是两个不同对象,所以线程t2调用代码(5)不能唤起线程t1。如果去掉代码(2)的注释,并注释掉代码(3),结果为:
引用: Thread-1 shareVar = 5 Thread-0 shareVar = 10
这是因为,当代码(1)的线程执行到代码(4)时,它进入停滞状态,并释放对象的锁状态。接着,代码(2)的线程执行run(),由于此时shareVar值为5,所以执行打印语句并调用代码(5)使代码(1)的线程进入可执行状态,然后代码(2)的线程结束。当代码(1)的线程重新执行后,它接着执行for()循环一直到shareVar=10,然后打印shareVar。
3.2 wait()、notify()和synchronized
waite()和notify()因为会对对象的“锁标志”进行操作,所以它们必须在synchronized函数或synchronized block中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronized block中进行调用,虽然能编译通过,但在运行时会发生IllegalMonitorStateException的异常。
例18:
1 class TestThreadMethod extends Thread { 2 3 public int shareVar = 0; 4 5 public TestThreadMethod(String name) { 6 7 super(name); 8 9 new Notifier(this); 10 11 } 12 13 public synchronized void run() { 14 15 if (shareVar == 0) { 16 17 for (int i = 0; i < 5; i++) { 18 19 shareVar++; 20 21 System.out.println("i = " + shareVar); 22 23 try { 24 25 System.out.println("wait......"); 26 27 this.wait(); 28 29 } catch (InterruptedException e) {} 30 31 } 32 33 } 34 35 } 36 37 } 38 39 class Notifier extends Thread { 40 41 private TestThreadMethod ttm; 42 43 Notifier(TestThreadMethod t) { 44 45 ttm = t; 46 47 start(); 48 49 } 50 51 public void run() { 52 53 while (true) { 54 55 try { 56 57 sleep(2000); 58 59 } catch (InterruptedException e) {} 60 61 /* 1 要同步的不是当前对象的做法 */ 62 63 synchronized (ttm) { 64 65 System.out.println("notify......"); 66 67 ttm.notify(); 68 69 } 70 71 } 72 73 } 74 75 } 76 77 public class MyTest { 78 79 public static void main(String[] args) { 80 81 TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1"); 82 83 t1.start(); 84 85 } 86 87 }
运行结果为:
引用: i = 1 wait...... notify...... i = 2 wait...... notify...... i = 3 wait...... notify...... i = 4 wait...... notify...... i = 5 wait...... notify...... notify...... notify......
4. wait()、notify()、notifyAll()和suspend()、resume()、sleep()的讨论
4.1 这两组函数的区别
1) wait()使当前线程进入停滞状态时,还会释放当前线程所占有的“锁标志”,从而使线程对象中的synchronized资源可被对象中别的线程使用;而suspend()和sleep()使当前线程进入停滞状态时不会释放当前线程所占有的“锁标志”。
2) 前一组函数必须在synchronized函数或synchronized block中调用,否则在运行时会产生错误;而后一组函数可以non-synchronized函数和synchronized block中调用。
4.2 这两组函数的取舍 Java2已不建议使用后一组函数。因为在调用wait()时不会释放当前线程所取得的“锁标志”,这样很容易造成“死锁”。