Java线程同步那些事

Posted 2022-11-22 warmor

  讲线程同步之前先理解一个概念：monitor，即监视器，也叫管程，是用来管理线程同步的东东，可以把它理解为一个房间的钥匙，想要进入房间，使用房间里的东西，就必须先要拿到钥匙。并且同一时刻只能有一个线程可以拿到它。

  java中线程同步是用wait/notify，join来实现的，话不多说，直接上代码。

public class MyTst 
    /**
     * @param args
     */
    private volatile boolean ready = false;

    class MyThread1 implements Runnable  

        @Override
        public void run() 
            System.out.println("t1 run...");

            try 
                Thread.sleep(2000);
                if (!ready) 
                    setReady();
                
                System.out.println("t1 finish");
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
        
    

    class MyThread2 implements Runnable 
        @Override
        public void run() 
            myTest();
        
    

    synchronized void myTest()
    	---location 1---
        if (!ready) 
            try 
                System.out.println("wait..");
                wait();
                System.out.println("wait after, do something...");
            catch (InterruptedException e) 
                System.out.println("oh! InterruptedException..");
            
        
    

    synchronized void setReady() 
        ready = true;
        notifyAll();
    

    public void starWork() throws InterruptedException 
        Thread thread1 = new Thread(new MyThread1());
        thread1.start();

        Thread thread2 = new Thread(new MyThread2());
        thread2.start();
        //---location 2---
        
		//---location 3---
    

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException
        System.out.println("main run...");

        MyTst myTst = new MyTst();
        myTst.starWork();
    

  代码中声明了一个布尔型的变量ready，一个线程负责赋值为true，并且唤醒等待的线程，另一个线程负责读取，如果读取为false就用wait一直等。
  运行程序，打印如下：
main run…
t1 run…
wait…
t1 finish
wait after, do something…
  看起来很正常，对吧？实际上是有问题的，不信我们在location 2处加上两行代码

Thread.sleep(100);
thread2.interrupt();

  打印如下：
main run…
t1 run…
wait…
oh! InterruptedException…
t1 finish
  纳尼？？没有等线程1 notifyAll，结果线程2直接不等就结束了。。。这是为啥呢？原来是因为主线程在休眠 100毫秒之后，调用了interrupt（），这样线程2由于在等待状态，直接就抛出了InterruptedException异常，所以就结束了。为了避免这种情况，一般是把wait()包裹在while循环里，也就是把location 1处的if改为while，修改后运行情况如下：
main run…
t1 run…
wait…
oh! InterruptedException…
wait…
t1 finish
wait after, do something…
  这样就一切都正常啦！整个的过程实际上是这样滴：
  线程2执行到myTest()时，发现是sychrozined方法，就去拿monitor，如果被其他线程占用，就要等待，如果没有被占用，就可以拿到，然后继续执行，走到while判断时发现ready是false，就进入等待队列，并且释放monitor，等线程1 休眠2秒后执行setReady()，同样的发现是synchronized方法，就去拿monitor，如果没被占用，就可以拿到，然后继续执行，唤醒线程2，并且释放monitor，线程2被唤醒后，去尝试拿monitor，如果被占用，就排队等待，如果没有，就可以拿到，并继续执行下去，执行完myTest()后，就释放monitor。
  这里有三点需要我们注意：
1.线程被notify唤醒后，还需要排队拿monitor（如果monitor正在被占用），然后才能继续往下执行。(monitor是属于MyTst类的)
2.wait，notifyAll需要写在synchronized函数里面。
3.虽然有notify方法，但基本都用notifyAll，因为不知道有几个线程在等，也就不知道要调用几次notify，索性就用notifyAll，一劳永逸。
下面再来看看join()方法，我们在location 3处加上如下代码：

System.out.println("thread2 join me");
thread2.join();
System.out.println("finish work..");

也就是等线程2执行完之后，再执行主线程，在此之前主线程处于阻塞状态。看看打印：
main run…
t1 run…
wait…
thread2 join me
oh! InterruptedException…
wait…
t1 finish
wait after, do something…
finish all work…
  嗯！符合预期，需要说明的是执行join()时，如果线程被打断，是会抛出InterruptedException异常的，这点跟sleep(),wait()是一样的。
  线程中还有一个yield()方法，这个是把cpu的时间片段让出来，给相同优先级的其他线程以执行机会。但是，实际中无法保证yield()达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。
  好了，关于Java线程的同步就讲到这里了，应该算是比较全面了，欢迎大家留言讨论～