1. 程式人生 > >十八、併發程式設計之執行緒之間的通訊之wait、notify

十八、併發程式設計之執行緒之間的通訊之wait、notify

一、執行緒的幾種狀態

執行緒有四種狀態:

  • 1.產生(New):執行緒物件已經產生,但尚未被啟動,所以無法執行。如通過new產生了一個執行緒物件後沒對它呼叫start()函式之前。
  • 2.可執行(Runnable):每個支援多執行緒的系統都有一個排程器,排程器會從執行緒池中選擇一個執行緒並啟動它。
    當一個執行緒處於可執行狀態時,表示它可能正處於執行緒池中等待排排程器啟動它;也可能它已正在執行。
    如執行了一個執行緒物件的start()方法後,執行緒就處於可執行狀態,但顯而易見的是此時執行緒不一定正在執行中。
  • 3.死亡(Dead):當一個執行緒正常結束,它便處於死亡狀態。如一個執行緒的run()函式執行完畢後執行緒就進入死亡狀態。
  • 4.停滯(Blocked):當一個執行緒處於停滯狀態時,系統排程器就會忽略它,不對它進行排程。

二、執行緒間的相互作用

執行緒間的相互作用:執行緒之間需要一些協調通訊,來共同完成一件任務。

Object類中相關的方法有兩個notify方法和三個wait方法,因為wait和notify方法定義在Object類中,因此會被所有的類所繼承。這些方法都是final的,即它們都是不能被重寫的,不能通過子類覆寫去改變它們的行為。

1、wait()方法

  • wait()方法使得當前執行緒必須要等待,等到另外一個執行緒呼叫notify()或者notifyAll()方法。
  • 當前的執行緒必須擁有當前物件的monitor,也即lock,就是鎖。要確保呼叫wait()方法的時候擁有鎖,即,wait()方法的呼叫必須放在synchronized方法或synchronized塊中。
  • 執行緒呼叫wait()方法,釋放它對鎖的擁有權,然後等待另外的執行緒來通知它(通知的方式是notify()或者notifyAll() 方法),這樣它才能重新獲得鎖的擁有權和恢復執行。

2、wait()與sleep()比較

  • 當執行緒呼叫了wait()方法時,它會釋放掉物件的鎖。
  • 另一個會導致執行緒暫停的方法:Thread.sleep(),它會導致執行緒睡眠指定的毫秒數,但執行緒在睡眠的過程中是不會釋放掉物件的鎖的。

3、notify()方法

  • notify()方法會喚醒一個等待當前物件的鎖的執行緒。如果多個執行緒在等待,它們中的一個將會選擇被喚醒。這種選擇是隨意的,和具體實現有關。(執行緒等待一個物件的鎖是由於呼叫了wait方法中的一個)。
  • 被喚醒的執行緒是不能被執行的,需要等到當前執行緒放棄這個物件的鎖。被喚醒的執行緒將和其他執行緒以通常的方式進行競爭,來獲得物件的鎖。也就是說,被喚醒的執行緒並沒有什麼優先權,也沒有什麼劣勢,物件的下一個執行緒還是需要通過一般性的競爭。
  • notify()方法應該是被擁有物件的鎖的執行緒所呼叫。換句話說,和wait()方法一樣,notify()方法要求在呼叫時執行緒已經獲得了物件的鎖,因此對這兩個方法的呼叫需要放在synchronized方法或 synchronized塊中。

4、一個執行緒變為一個物件的鎖的擁有者是通過下列三種方法:

  • 1.執行這個物件的synchronized例項方法。
  • 2.執行這個物件的synchronized語句塊。這個語句塊鎖的是這個物件。
  • 3.對於Class類的物件,執行那個類的synchronized、static方法。

三.例項程式碼分析

public class Demo {
	private volatile int signal;
	public void set(int value) {
		this.signal = value;
	}
	public int get() {
		return signal;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Demo d = new Demo();
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				synchronized (d) {
					System.out.println("修改狀態的執行。。。");
					try {
						Thread.sleep(5000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					d.set(1);
					System.out.println("修改狀態。。。");
					d.notify();
				}
			}
		}).start();


		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				synchronized (d) {
					//等待signal為1開始執行,否則不能執行
					while(d.get() != 1) {
						try {
							d.wait();
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
					//當訊號為1的時候,執行程式碼
					System.out.println("模擬程式碼的執行。。。"+d.get());
				}
			}
		}).start();
	}
}
public class Demo2 {
	private volatile int signal;
	//notify和wait必須放在同步方法或者同步程式碼塊裡面執行
	public synchronized void set() {
		this.signal = 1;
		System.out.println("叫醒執行緒之後休眠開始。。。。");
		//notify();//notify方法會隨機叫醒一個處於wait狀態的執行緒
		notifyAll();//notifyAll叫醒所有處於wait狀態的執行緒,爭奪到時間片的執行緒只有一個
		try {
			Thread.sleep(5000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public synchronized int get() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   執行了。。。   ");
		if(signal!=1) {
			try {
				wait();//呼叫wait方法的時候會釋放拿到的鎖
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   執行完畢");
		return signal;
	}

	public static void main(String[] args) {
		Demo2 d = new Demo2();
		Target1 t1 = new Target1(d);
		Target2 t2 = new Target2(d);

		new Thread(t2).start();
		new Thread(t2).start();
		new Thread(t2).start();
		new Thread(t2).start();
		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		new Thread(t1).start();
	}
}
public class Target1 implements Runnable{
	private Demo2 demo2;
	public Target1(Demo2 demo2) {
		this.demo2 = demo2;
	}
	@Override
	public void run() {
		demo2.set();
	}
}
public class Target2 implements Runnable{
	private Demo2 demo2;
	public Target2(Demo2 demo2) {
		this.demo2 = demo2;
	}
	@Override
	public void run() {
		demo2.get();
	}
}

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