Java 線程機(jī)制

解析Java Thread 類方法

• sleep()

• suspend()

• resume()

• yield()

• wait()

• notify()

線程的阻塞

線程的阻塞發(fā)生原因是什么？

• 為了解決對(duì)共享存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)沖突，Java 引入了同步機(jī)制，現(xiàn)在讓我們來(lái)考察多個(gè)線程對(duì)共享資源的訪問(wèn)，顯然同步機(jī)制已經(jīng)不夠了，因?yàn)樵谌我鈺r(shí)刻所要求的資源不一定已經(jīng)準(zhǔn)備好了被訪問(wèn)，反過(guò)來(lái)，同一時(shí)刻準(zhǔn)備好了的資源也可能不止一個(gè)。為了解決這種情況下的訪問(wèn)控制問(wèn)題，Java 引入了對(duì)阻塞機(jī)制的支持。

什么是線程阻塞？

• 阻塞指的是暫停一個(gè)線程的執(zhí)行以等待某個(gè)條件發(fā)生（如某資源就緒），學(xué)過(guò)操作系統(tǒng)的同學(xué)對(duì)它一定已經(jīng)很熟悉了。Java 提供了大量方法來(lái)支持阻塞，下面讓我們逐一分析。

Thread方法解析

• sleep() 方法：sleep()允許 指定以毫秒為單位的一段時(shí)間作為參數(shù)，它使得線程在指定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，不能得到CPU 時(shí)間，指定的時(shí)間一過(guò)，線程重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)。 典型的sleep() 被用在等待某個(gè)資源就緒的情形：測(cè)試發(fā)現(xiàn)條件不滿足后，讓線程阻塞一段時(shí)間后重新測(cè)試，直到條件滿足為止。

• suspend() 和 resume() 方法：兩個(gè)方法配套使用，suspend()使得線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，并且不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，必須其對(duì)應(yīng)的resume() 被調(diào)用，才能使得線程重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)。典型的suspend() 和 resume() 被用在等待另一個(gè)線程產(chǎn)生的結(jié)果的情形：測(cè)試發(fā)現(xiàn)結(jié)果還沒(méi)有產(chǎn)生后，讓線程阻塞，另一個(gè)線程產(chǎn)生了結(jié)果后，調(diào)用 resume() 使其恢復(fù)。

• yield() 方法：yield() 使得線程放棄當(dāng)前分得的 CPU 時(shí)間，但是不使線程阻塞，即線程仍處于可執(zhí)行狀態(tài)，隨時(shí)可能再次分得 CPU 時(shí)間。調(diào)用 yield() 的效果等價(jià)于調(diào)度程序認(rèn)為該線程已執(zhí)行了足夠的時(shí)間從而轉(zhuǎn)到另一個(gè)線程.

• wait() 和 notify() 方法：兩個(gè)方法配套使用，wait() 使得線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它有兩種形式，一種允許 指定以毫秒為單位的一段時(shí)間作為參數(shù)，另一種沒(méi)有參數(shù)，前者當(dāng)對(duì)應(yīng)的 notify() 被調(diào)用或者超出指定時(shí)間時(shí)線程重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)，后者則必須對(duì)應(yīng)的 notify() 被調(diào)用。

方法概述

• 首先，前面敘述的所有方法都隸屬于 Thread 類，但是這一對(duì)卻直接隸屬于 Object 類，也就是說(shuō)，所有對(duì)象都擁有這一對(duì)方法。初看起來(lái)這十分不可思議，但是實(shí)際上卻是很自然的，因?yàn)檫@一對(duì)方法阻塞時(shí)要釋放占用的鎖，而鎖是任何對(duì)象都具有的，調(diào)用任意對(duì)象的 wait() 方法導(dǎo)致線程阻塞，并且該對(duì)象上的鎖被釋放。而調(diào)用 任意對(duì)象的notify()方法則導(dǎo)致因調(diào)用該對(duì)象的 wait() 方法而阻塞的線程中隨機(jī)選擇的一個(gè)解除阻塞（但要等到獲得鎖后才真正可執(zhí)行）。

• 其次，前面敘述的所有方法都可在任何位置調(diào)用，但是這一對(duì)方法卻必須在 synchronized 方法或塊中調(diào)用，理由也很簡(jiǎn)單，只有在synchronized 方法或塊中當(dāng)前線程才占有鎖，才有鎖可以釋放。同樣的道理，調(diào)用這一對(duì)方法的對(duì)象上的鎖必須為當(dāng)前線程所擁有，這樣才有鎖可以釋放。因此，這一對(duì)方法調(diào)用必須放置在這樣的 synchronized 方法或塊中，該方法或塊的上鎖對(duì)象就是調(diào)用這一對(duì)方法的對(duì)象。若不滿足這一條件，則程序雖然仍能編譯，但在運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)IllegalMonitorStateException 異常。

關(guān)于 wait() 和 notify() 方法最后再說(shuō)明兩點(diǎn)：

• 調(diào)用 notify() 方法導(dǎo)致解除阻塞的線程是從因調(diào)用該對(duì)象的 wait() 方法而阻塞的線程中隨機(jī)選取的，我們無(wú)法預(yù)料哪一個(gè)線程將會(huì)被選擇，所以編程時(shí)要特別小心，避免因這種不確定性而產(chǎn)生問(wèn)題。

• 除了 notify()，還有一個(gè)方法 notifyAll() 也可起到類似作用，唯一的區(qū)別在于，調(diào)用 notifyAll() 方法將把因調(diào)用該對(duì)象的 wait() 方法而阻塞的所有線程一次性全部解除阻塞。當(dāng)然，只有獲得鎖的那一個(gè)線程才能進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)。