java并发之Thread和Object类中线程相关方法

2020-03-14

字数统计: 1.8k字 | 阅读时长≈ 6分

介绍

Thread类中主要方法：

类	方法名	简介
Thread	sleep相关	线程休眠指定时间
	join	执行此方法的线程等待此方法所属线程执行完毕
	yield	放弃已经获取到的CPU资源，并马上进行资源竞争
	currentThread	获取当前执行线程的引用
	start,run相关	启动线程相关
	Interrupt相关	中断线程
	stop(),suspend(),resume()	已废弃
Object	wait/notify/notifyAll相关	让线程暂时休息和唤醒

相关，指的重载方法，也就是方法名相同，但是参数不同，例如sleep有多个方法，只是参数不同，实际作用大同小异。

关于Thread类的众多方法在前面文章基本已经提到

本文主要介绍Object类的并发相关方法，最后附加介绍一些Thread类的方法

wait，notify，notifyAll方法详解

作用：阻塞阶段、唤醒阶段、遇到中断

阻塞阶段

执行wait方法时，必须拥有对象的monitor锁，当线程持有的对象monitor锁执行了wait方法后，就会进入阻塞阶段（不是先阻塞状态），并且会释放monitor锁，直到以下四种情况发生，才会被唤醒：

另一个线程调用这个对象的notify()方法且刚好被唤醒的是本线程
另一个线程调用这个对象的notifyAll()方法
超过了wait(long timeout)规定的超时时间，如果传入0，就是永久等待；
处于wait状态的线程自身收到了interrupt()信号

唤醒阶段

使用Object.xx方法，Object对象为线程进入wait方法前调用的monitor对象

notify：随机从处于wait状态的线程中，选择一个唤醒
notifyAll：唤醒所有处于wait状态的线程
注意：唤醒后的线程不一定能获得monitor锁，没有抢到monitor锁的线程只能被阻塞，等待其他线程释放锁

遇到中断

线程持有的monitor锁对象执行了wait方法后，在等待时，收到了interrupt信号，就是遇到了中断

过程

设置一个对象，作为锁对象。
创建线程，在线程的run方法中创建 synchronized(monitor对象)代码块
当线程进入到synchronized的代码块后，可以使用 monitor对象.wait()方法，释放锁对象
当其他线程获取到锁对象后，使用锁对象.notify或锁对象的notifyAll方法，就可能唤醒之前进入wait状态的线程
被唤醒的线程，需要其他线程释放锁对象，才有可能重新获得锁对象，执行wait方法后面的内容

Object类常见问题

1、为什么wait()需要在同步代码块中使用，而sleep不需要

因为如果不在同步代码块中，那么可能在执行wait之前，突然线程切换到了另外的一个线程，也许另一个线程先把notify执行了，这样就无法唤醒这个线程了。
sleep本身只是针对自己线程，与其他线程关心不大

2、为什么线程通信的方法wait()，nofify()和notifyAll()被定义在Object类里？而sleep定义在 Thread类里？

因为wait，notify，notifyAll是属于锁级别的操作，而锁是属于某一个对象的，每一个对象的对象头中都含有几位保存锁的状态，所以锁实际上是绑定到某个对象中，而不是线程中。
如果定义到线程中，那么线程就只能有一个锁，实际上线程可能需要持有多把锁，多把锁相互配合

3、Wait方法是属于 Object对象的，那调用 Thread.wait会怎么样

/**
 * @author xcz
 * @ClassName Test.java
 * @createTime 2020年03月14日 13:10:00
 * @Description: 测试Thread类执行wait方法
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        t1.start();

        Thread.sleep(10);

        synchronized (t1) {
            t1.wait();
        }
    }

}

执行上面的代码，我们会发现程序会一直处于等待状态，永远不会结束；
当我们注释了 Thread.sleep(10)之后

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        //t1.start();

        Thread.sleep(10);

        synchronized (t1) {
            t1.wait();
        }
    }

}

此时我们就能发现，程序正常运行并最后退出了。

1	As a thread terminates the this.notifyAll method is invoked. It is recommended that applications not use wait, notify, or notifyAll on Thread instances.

这一段话是Java的java.lang.Thread#join(long)方法的java doc，就是说，在线程结束的时候，JVM会自动调用线程对象的notifyAll方法(为了配合join方法)。
由此我们能分析出来上面程序的过程：

在没有注释的时候，当t1线程启动后，main线程休眠了10ms
- 此时t1线程即使休眠了2ms也已经执行结束了，t1线程的notifyAll方法也已经调用完毕
- 然后main线程结束了休眠，进入了synchronized代码块，t1对象执行了wait方法
- 此时已经没有其他线程去执行 t1.notify或t1.notifyAll方法了，所以程序卡住了
当有注释的时候，main线程没有休眠，t1线程休眠了2ms，
- 此时main线程已经进入了synchronized代码块，执行了t1.wait()方法，然后t1线程休眠结束，执行t1.notifyAll方法，
- 唤醒了main线程，main线程离开synchronized代码块，
- 程序执行完毕

Thread方法

Sleep方法

作用：只想让线程在预期的时间执行，其他时候不要占用CPU资源

不释放锁：包括synchronized和lock
响应中断：
- 抛出InterrupedException
- 清除中断状态
  sleep方法可以让线程进入Waiting状态，并且不占用CPU资源，但是不释放锁，直到规定时间后再执行，休眠期间如果被中断，会抛出异常并清除中断状态

wait/npotify、 sleep()异同
相同：

阻塞：让线程阻塞
响应中断：都可以对中断信号进行响应

不同：

同步方法中：wait和notify必须在同步方法中去执行，sleep不需要
释放锁： wait会让线程释放锁，sleep时线程不会释放锁
指定时间：sleep指定时间
所属类：wait/notify属于Object，sleep属于线程

join方法

作用：因为新的线程加入了我们，所以我们要等它执行完再出发
用法：main（主线程）等待thread1执行完毕，注意谁等谁。

在join期间，主线程是waiting状态

在main方法中的new一个Thread1，Thread1.join，是Thread1线程加入main方法的主线程，是主线程在等待Thread1

yield方法

作用：释放线程的CPU时间片

让出CPU后，会再次竞争CPU资源，如果竞争到，就会马上又开始执行
sleep：线程调度器认为线程已经被阻塞了，不会被调度起来

参考

本文作者： xczll
本文链接： https://xczllgit.github.io/2020/03/14/concurrent/2020-03-14-threadMethods/
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