【Java编程思想】线程的基本协作机制 与 线程的中断

本文主要是介绍【Java编程思想】线程的基本协作机制 与 线程的中断，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

wait/notify

Java在Object类中定义了一些线程协作的基本方法，wait和notify

public final void wait() throws InterruptedException;
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

一个带时间参数，单位是毫秒，表示最多等待的时长，如果为0则表示无限期等待；
一个不带时间参数，表示无限期等待，实际就是调用wait(0)
在等待期间都可以被中断，如果被中断，会抛出InterruptedException异常

每个对象都有一把锁和等待队列，一个线程在进入synchronized代码块时，会尝试获取锁，如果获取不到则会吧当前线程加入等待队列中。除了用于锁的等待队列，每个对象还有另外一个等待队列，表示条件队列，该队列用于线程间的协作。
调用wait就会把当前线程放到条件队列上并阻塞，表示当前线程执行不下去了，它需要等待一个条件，需要其他线程来改变。当其他线程改变了条件后，应该调用Object的notify方法，notify做的就是从条件队列中选一个线程，将其从队列中移除并唤醒

// 从条件队列中选一个线程，移除并唤醒
public final native void notify();
// 移除条件队列中所有的线程并唤醒
public final native void notifyAll();

这里做一个简单的示例，一个线程在启动后，在执行某个操作前，需要等待主线程给它的指令，收到指令后才执行

public class WaitThread extends Thread {private volatile boolean fire = false;@Overridepublic void run() {synchronized (this) {try {while (!fire) {System.out.println("start wait");wait();System.out.println("wait end");}System.out.println("fire !!");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public synchronized void fire() throws InterruptedException {this.fire = true;System.out.println("notify");notify();Thread.sleep(5000);System.out.println("notify !!!");}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {WaitThread waitThread = new WaitThread();waitThread.start();Thread.sleep(1000);waitThread.fire();}
}

wait/notify 这方法只能在synchronized代码块内被调用
可能会有疑问，两个方法都在synchronized代码块内，一个线程在wait时，另一个线程怎么可以调用到notify呢？
实际上调用wait时，线程会释放对象锁

只有在把包含notify的synchronized代码块执行完以后，等待的线程才会从wait调用中返回。

协作场景

1. 生产者/消费者协作模式：生产者线程和消费者线程通过共享队列进行协作，生产者将数据或任务放到队列上，而消费者从队列上取数据或任务。如果队列长度有限，在队列满的时候，生产者需要等待，而在队列为空的时候，消费者需要等待。
   Java提供了专门的阻塞队列实现：

   • 接口BlockingQueue和BlockingDeque
   • 基于数组的实现类ArrayBlockingQueue
   • 基于链表的实现类LinkedBlockingQueue和LinkedBlockingDeque
   • 基于堆的实现类PriorityBlockingQueue

2. 同时开始： 要求多个线程能同时开始工作

3. 等待结束：主线程将任务分解为若干子任务，为每个子任务创建一个线程，主线程在继续执行其他任务之前需要等待每个子任务执行完毕
4. 异步结果
5. 集合点： 比如在并行迭代计算中，每个线程负责一部分计算，然后在集合点等待其他线程完成，所有线程到齐后，交换数据和结果，再进行下一次迭代。

线程的中断

在Java中，停止一个线程的主要机制是中断，中断并不是强迫终止一个线程，它是一种协作机制，是给线程传递一个取消信号，但是由线程决定如何以及何时退出

// 返回对应线程的中断标志位是否为true
public boolean isInterrupted(); 
// 中断对应的线程
public void interrupte();
// 返回当前线程的中断标志位是否为true，同时清空中断标志位  
public static boolean interrupted();

interrupted()对线程的影响与线程的状态和在进行的IO操作有关。我们主要考虑线程的状态，IO操作的影响和具体IO以及操作系统有关

RUNNABLE

如线程再运行或具备运行条件只是在等待操作系统调度，且没有执行IO操作，interrupted()只是会设置线程的中断标志位，没有任何其他作用。
不过我们可以在合适的位置检查中断标志位

WAITING/TIMED_WAITING

线程调用join/wait/sleep方法会进入WAITING/TIMED_WAITING状态，此时调用interrupt()会使得线程抛出InterruptedException。抛出异常后，中断标志位会被清空

BLOCKED

如果线程在等待锁，对线程对象调用interrupted()只是会设置线程的中断标志位，线程依然会处于BLOCKED状态

NEW/TERMINATED

如果线程尚未启动（NEW），或者已经结束（TERMINATED），调用interrupted()对它没有任何效果。

这篇关于【Java编程思想】线程的基本协作机制 与 线程的中断的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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