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多线程程序

wait()和notify()示例

public class Client{
    public static void main(String[] args) {
        Threada t1 = new Threada("t1");
        synchronized (t1) {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "start t1");
                t1.start();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "wait");
                t1.wait();
                
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "continue");
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
    }
}

class Threada extends Thread {
    public Threada(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call notify");
            notify();
        }
    }
}

View Code

mainstart t1
mainwait
t1call notify
maincontinue

View Code

wait(long timeout)和notify()

public class Client{
    public static void main(String[] args) {
        Threada t1 = new Threada("t1");
        synchronized (t1) {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "start t1");
                t1.start();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "wait");
                t1.wait(3000);
                
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "continue");
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
    }
}

class Threada extends Thread {
    public Threada(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "run");
            while (true) {
                ;
            }
        }
    }
}

View Code

main start t1
main call wait 
t1 run                  // 大约3秒之后...输出“main continue”
main continue

View Code

wait() 和 notifyAll()

public class Client{
    private static Object obj = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        Threada t1 = new Threada("t1");
        Threada t2 = new Threada("t2");
        Threada t3 = new Threada("t3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  sleep");
            Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
        synchronized (obj) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  notify all");
            obj.notifyAll();
            }
        }
    }
    static class Threada extends Thread {
        public Threada(String name) {
            super(name);
        }
        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj) {
                
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  await");
                    obj.wait();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  continue");
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

View Code

main  sleep
t3  await
t1  await
t2  await
main  notify all
t2  continue
t1  continue
t3  continue

View Code

yield() 线程让步它能让当前线程由“运行状态”进入到“就绪状态”，从而让其它具有相同优先级的等待线程获取执行权；

public class Client{
    private static Object obj = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        Threada t1 = new Threada("t1");
        Threada t2 = new Threada("t2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
class Threada extends Thread {
    public Threada(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public synchronized void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + i);
            if (i % 4 == 0) {
                Thread.yield();
            }
        }
    }
}

View Code

(01) wait()是让线程由“运行状态”进入到“等待(阻塞)状态”，而不yield()是让线程由“运行状态”进入到“就绪状态”。
(02) wait()是会线程释放它所持有对象的同步锁，而yield()方法不会释放锁。

sleep 让当前线程休眠，即当前线程会从“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。sleep()会指定休眠时间，线程休眠的时间会大于/等于该休眠时间；在线程重新被唤醒时，它会由“阻塞状态”变成“就绪状态”，从而等待cpu的调度执行。

wait()的作用是让当前线程由“运行状态”进入“等待(阻塞)状态”的同时，也会释放同步锁。而sleep()的作用是也是让当前线程由“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。
但是，wait()会释放对象的同步锁，而sleep()则不会释放锁。

public class Client{
    private static Object obj = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        Threada t1 = new Threada("t1");
        Threada t2 = new Threada("t2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
    static class Threada extends Thread {
        public Threada(String name) {
            super(name);
        }
        @Override
        public  void run() {
            synchronized (obj) {
                try {
                    for (int i = 0; i < 10; i++) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + i);
                        if (i % 4 == 0) {
                            Thread.sleep(400);
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

View Code

t1: 0
t1: 1
t1: 2
t1: 3
t1: 4
t1: 5
t1: 6
t1: 7
t1: 8
t1: 9
t2: 0
t2: 1
t2: 2
t2: 3
t2: 4
t2: 5
t2: 6
t2: 7
t2: 8
t2: 9

View Code

join() 的作用：让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行。

public class Father extends Thread {
    public void run() {
        Son s = new Son();
        s.start();
        s.join();
        ...
    }
}
// 子线程
public class Son extends Thread {
    public void run() {
        ...
    }
}

View Code

public class Client{
    private static Object obj = new Object();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Threada t1 = new Threada("t1");
        t1.start();
        t1.join();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  final");
    }
    static class Threada extends Thread {
        public Threada(String name) {
            super(name);
        }
        @Override
        public  void run() {
        //    synchronized (obj) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  start");
                for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                    
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  final");
            }
    //    }
    }
}

View Code

t1  start
t1  final
main  final

View Code

interrupt() interrupt()的作用是中断本线程。

本线程中断自己是被允许的；其它线程调用本线程的interrupt()方法时，会通过checkAccess()检查权限。这有可能抛出SecurityException异常。
如果本线程是处于阻塞状态：调用线程的wait(), wait(long)或wait(long, int)会让它进入等待(阻塞)状态，或者调用线程的join(), join(long), join(long, int), sleep(long), sleep(long, int)也会让它进入阻塞状态。若线程在阻塞状态时，调用了它的interrupt()方法，那么它的“中断状态”会被清除并且会收到一个InterruptedException异常。例如，线程通过wait()进入阻塞状态，此时通过interrupt()中断该线程；调用interrupt()会立即将线程的中断标记设为“true”，但是由于线程处于阻塞状态，所以该“中断标记”会立即被清除为“false”，同时，会产生一个InterruptedException的异常。
如果线程被阻塞在一个Selector选择器中，那么通过interrupt()中断它时；线程的中断标记会被设置为true，并且它会立即从选择操作中返回。
如果不属于前面所说的情况，那么通过interrupt()中断线程时，它的中断标记会被设置为“true”。
中断一个“已终止的线程”不会产生任何操作。

终止处于“阻塞状态”的线程

@Override
public void run() {
    try {
        while (true) {
            // 执行任务...
        }
    } catch (InterruptedException ie) {  
        // 由于产生InterruptedException异常，退出while(true)循环，线程终止！
    }
}

View Code

在while(true)中不断的执行任务，当线程处于阻塞状态时，调用线程的interrupt()产生InterruptedException中断。中断的捕获在while(true)之外，这样就退出了while(true)循环！
注意：对InterruptedException的捕获务一般放在while(true)循环体的外面，这样，在产生异常时就退出了while(true)循环。否则，InterruptedException在while(true)循环体之内，就需要额外的添加退出处理。

终止处于“运行状态”的线程

@Override
public void run() {
    while (!isInterrupted()) {
        // 执行任务...
    }
}

View Code

isInterrupted()是判断线程的中断标记是不是为true。当线程处于运行状态，并且我们需要终止它时；可以调用线程的interrupt()方法，使用线程的中断标记为true，即isInterrupted()会返回true。此时，就会退出while循环。
注意：interrupt()并不会终止处于“运行状态”的线程！它会将线程的中断标记设为true。

@Override
public void run() {
    try {
        // 1. isInterrupted()保证，只要中断标记为true就终止线程。
        while (!isInterrupted()) {
            // 执行任务...
        }
    } catch (InterruptedException ie) {  
        // 2. InterruptedException异常保证，当InterruptedException异常产生时，线程被终止。
    }
}

View Code

class MyThread extends Thread {
 3 
 4     private volatile boolean flag= true;
 5     public void stopTask() {
 6         flag = false;
 7     }
 8     
 9     public MyThread(String name) {
10         super(name);
11     }
12 
13     @Override
14     public void run() {
15         synchronized(this) {
16             try {
17                 int i=0;
18                 while (flag) {
19                     Thread.sleep(100); // 休眠100ms
20                     i++;
21                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);  
22                 }
23             } catch (InterruptedException ie) {  
24                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");  
25             }
26         }  
27     }
28 }

View Code

每个线程都有一个优先级。“高优先级线程”会优先于“低优先级线程”执行。每个线程都可以被标记为一个守护进程或非守护进程。在一些运行的主线程中创建新的子线程时，子线程的优先级被设置为等于“创建它的主线程的优先级”，当且仅当“创建它的主线程是守护线程”时“子线程才会是守护线程”。

当Java虚拟机启动时，通常有一个单一的非守护线程（该线程通过是通过main()方法启动）。JVM会一直运行直到下面的任意一个条件发生，JVM就会终止运行：
(01) 调用了exit()方法，并且exit()有权限被正常执行。
(02) 所有的“非守护线程”都死了(即JVM中仅仅只有“守护线程”)。

每一个线程都被标记为“守护线程”或“用户线程”。当只有守护线程运行时，JVM会自动退出。
java 中有两种线程：用户线程和守护线程。可以通过isDaemon()方法来区别它们：如果返回false，则说明该线程是“用户线程”；否则就是“守护线程”。java 中有两种线程：用户线程和守护线程。可以通过isDaemon()方法来区别它们：如果返回false，则说明该线程是“用户线程”；否则就是“守护线程”。

生产/消费者问题是个非常典型的多线程问题，涉及到的对象包括“生产者”、“消费者”、“仓库”和“产品”。他们之间的关系如下：
(01) 生产者仅仅在仓储未满时候生产，仓满则停止生产。
(02) 消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费，仓空则等待。
(03) 当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。
(04) 生产者在生产出可消费产品时候，应该通知等待的消费者去消费。

复制代码

  1 // Demo1.java
  2 // 仓库
  3 class Depot {
  4     private int capacity;    // 仓库的容量
  5     private int size;        // 仓库的实际数量
  6 
  7     public Depot(int capacity) {
  8         this.capacity = capacity;
  9         this.size = 0;
 10     }
 11 
 12     public synchronized void produce(int val) {
 13         try {
 14              // left 表示“想要生产的数量”(有可能生产量太多，需多此生产)
 15             int left = val;
 16             while (left > 0) {
 17                 // 库存已满时，等待“消费者”消费产品。
 18                 while (size >= capacity)
 19                     wait();
 20                 // 获取“实际生产的数量”(即库存中新增的数量)
 21                 // 如果“库存”+“想要生产的数量”>“总的容量”，则“实际增量”=“总的容量”-“当前容量”。(此时填满仓库)
 22                 // 否则“实际增量”=“想要生产的数量”
 23                 int inc = (size+left)>capacity ? (capacity-size) : left;
 24                 size += inc;
 25                 left -= inc;
 26                 System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d
", 
 27                         Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size);
 28                 // 通知“消费者”可以消费了。
 29                 notifyAll();
 30             }
 31         } catch (InterruptedException e) {
 32         }
 33     } 
 34 
 35     public synchronized void consume(int val) {
 36         try {
 37             // left 表示“客户要消费数量”(有可能消费量太大，库存不够，需多此消费)
 38             int left = val;
 39             while (left > 0) {
 40                 // 库存为0时，等待“生产者”生产产品。
 41                 while (size <= 0)
 42                     wait();
 43                 // 获取“实际消费的数量”(即库存中实际减少的数量)
 44                 // 如果“库存”<“客户要消费的数量”，则“实际消费量”=“库存”；
 45                 // 否则，“实际消费量”=“客户要消费的数量”。
 46                 int dec = (size<left) ? size : left;
 47                 size -= dec;
 48                 left -= dec;
 49                 System.out.printf("%s consume(%3d) <-- left=%3d, dec=%3d, size=%3d
", 
 50                         Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size);
 51                 notifyAll();
 52             }
 53         } catch (InterruptedException e) {
 54         }
 55     }
 56 
 57     public String toString() {
 58         return "capacity:"+capacity+", actual size:"+size;
 59     }
 60 } 
 61 
 62 // 生产者
 63 class Producer {
 64     private Depot depot;
 65     
 66     public Producer(Depot depot) {
 67         this.depot = depot;
 68     }
 69 
 70     // 消费产品：新建一个线程向仓库中生产产品。
 71     public void produce(final int val) {
 72         new Thread() {
 73             public void run() {
 74                 depot.produce(val);
 75             }
 76         }.start();
 77     }
 78 }
 79 
 80 // 消费者
 81 class Customer {
 82     private Depot depot;
 83     
 84     public Customer(Depot depot) {
 85         this.depot = depot;
 86     }
 87 
 88     // 消费产品：新建一个线程从仓库中消费产品。
 89     public void consume(final int val) {
 90         new Thread() {
 91             public void run() {
 92                 depot.consume(val);
 93             }
 94         }.start();
 95     }
 96 }
 97 
 98 public class Demo1 {  
 99     public static void main(String[] args) {  
100         Depot mDepot = new Depot(100);
101         Producer mPro = new Producer(mDepot);
102         Customer mCus = new Customer(mDepot);
103 
104         mPro.produce(60);
105         mPro.produce(120);
106         mCus.consume(90);
107         mCus.consume(150);
108         mPro.produce(110);
109     }
110 }

View Code

public class Client{
}

class Depot {
    private int size;
    private int capacty;
    private Lock lock;
    private Condition fullCondition;
    private Condition emptyCondition;
    public Depot(int capacty) {
        super();
        this.capacty = capacty;
        this.size = 0;
        this.lock = new ReentrantLock();
        this.fullCondition = lock.newCondition();
        this.emptyCondition = lock.newCondition();
    }
    
    public void produce(int val) {
        lock.lock();
        try {
            int left = val;
            while (left > 0) {
                while (size >= capacty) {
                    fullCondition.await();
                    int inc = (size + left) > capacty ? capacty - size : left;
                    size += inc;
                    left -= inc;
                    System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d
", 
                         Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size);
                    emptyCondition.signal();
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    
    public  void consume(int val) {
        lock.lock();
        try {
            int left = val;
            while (left > 0) {
                while (size <= 0) {
                    emptyCondition.await();
                    int dec = (size >= left) ? left : size;
                    size -= dec;
                    left -= dec;
                    System.out.printf("%s consume(%3d) <-- left=%3d, dec=%3d, size=%3d
", 
                             Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size);
                    fullCondition.signal();
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

class Producer {
    private Depot depot;

    public Producer(Depot depot) {
        super();
        this.depot = depot;
    }
    public void produce(final int val)  {
        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                depot.produce(val);
            }
        }).start();
    }
}

class Consumer {
    private Depot depot;

    public Consumer(Depot depot) {
        super();
        this.depot = depot;
    }
    public void consume(final int val)  {
        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                depot.consume(val);
            }
        }).start();
    }
}

View Code

(01) Producer是“生产者”类，它与“仓库(depot)”关联。当调用“生产者”的produce()方法时，它会新建一个线程并向“仓库”中生产产品。
(02) Customer是“消费者”类，它与“仓库(depot)”关联。当调用“消费者”的consume()方法时，它会新建一个线程并消费“仓库”中的产品。
(03) Depot是“仓库”类，仓库中记录“仓库的容量(capacity)”以及“仓库中当前产品数目(size)”。
“仓库”类的生产方法produce()和消费方法consume()方法都是synchronized方法，进入synchronized方法体，意味着这个线程获取到了该“仓库”对象的同步锁。这也就是说，同一时间，生产者和消费者线程只能有一个能运行。通过同步锁，实现了对“残酷”的互斥访问。
对于生产方法produce()而言：当仓库满时，生产者线程等待，需要等待消费者消费产品之后，生产线程才能生产；生产者线程生产完产品之后，会通过notifyAll()唤醒同步锁上的所有线程，包括“消费者线程”，即我们所说的“通知消费者进行消费”。
对于消费方法consume()而言：当仓库为空时，消费者线程等待，需要等待生产者生产产品之后，消费者线程才能消费；消费者线程消费完产品之后，会通过notifyAll()唤醒同步锁上的所有线程，包括“生产者线程”，即我们所说的“通知生产者进行生产”。

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原文地址：https://www.cnblogs.com/whesuanfa/p/7495382.html

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