《Java多线程编程核心技术》线程通信

Posted 2022-12-02 zczpeng

第三章 线程通信

1，等待/通知机制
①举个现实中的例子：
（1）厨师昨晚一道菜的时间不确定，所以厨师将菜品放到“菜品传递台”上的时间也不确定。
（2）服务员取到菜的时间取决于厨师，所以服务员就有“等待”（wait）的状态。
（3）服务员如何能取到菜呢？这有得取决于厨师，厨师将菜放到“菜品传递台”上，其实就相当于一种通知（notify），这是服务员才可以拿到菜并交个就餐者。
（4）在这个过程中出现了“等待/通知”机制。

2，等待/通知机制的实现
方法wait()的作用是是当前执行代码的线程进入等待，wait()方法是Object类的方法，改方法用来将当前线程置入“预执行队列”中，并且在wait（）所在的代码行处停止执行，知道接到通知或被中断位置。在调用wait()之前，线程必须获得该对象的对象级别锁，即只能在同步方法或同步块中调用wait()方法。在执行wait（）方法后，当前线程释放锁。在从wait（）返回前，线程与其他线程竞争重新获得锁。如果调用wait（）时没有持有适当的锁，则抛出IllegalMonitorStatException，它是RuntimeException的一个子类，因此，不需要try-catch语句进行捕捉异常。

方法notify（）也要在同步方法或同步块中调用，即在调用前，线程也必须获得该对象的对象级别锁。如果调用notify（）时没有持有适当的锁，也会抛出IllegalMonitorStatException。该方法用来通知那些那些可能等待该对象的对象锁的其他线程，如果有多个线程等待，则由线程规划器随机挑选出其中一个呈wait状态的线程，对其发出通知notify，并是它等待获取该对象的对象锁。需要说明的是，在执行notify（）方法后，当前线程不会马上释放该对象锁，呈wait状态的线程也并不能马上获取该对象锁，要等到执行notify（）方法的线程将程序执行完，也就是退出synchronized代码块后，当前线程才会释放锁，而呈wait状态所在的线程才可以获取该对象锁。当第一个获得了该对象锁的wait线程运行完毕以后，它会释放掉改对象锁，此时如果该对象没有再次使用notify语句，则即便该对象已经空闲，其他wait状态等待的线程由于没有得到该对象的通知，还会继续堵塞在wait状态，直到这个对象发出一个notify或notifyAll。

用一句话来总结一下wait和notify：wait使线程停止运行，而notify是停止的线程继续运行.

3，关键字synchronized可以将任何一个Object对象作为同步对象来看待，而java为每个Object都实现了wait（）和notify（）方法，他们必须用在被synchronized同步的Object的临界区内。通过调用wait（）方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态，同时释放被同步对象的锁。而notify操作可以唤醒一个因调用了wait操作而处于堵塞状态中的线程，使其进入就绪状态。被重新唤醒的线程会试图重新获得临界区的控制权，也就是锁，并继续执行临界区内wait之后的代码。
notifyAll()方法可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的“全部”线程从等待状态退出，进入可运行状态。此时，优先级最高的那个线程最先执行，但也有可能是随机执行，因为这要取决于JVM虚拟机的实现。

每个锁对象都有两个队列，一个是就绪队列，一个是堵塞队列。就绪队列存储了将要获得锁的线程，堵塞队列存储了被堵塞的线程。一个线程被唤醒后，才会进入就绪队列，等待CPU的调度；反之，一个线程被wait后，就会进入堵塞队列，等待下一次被唤醒。

4，当线程呈wait状态时，调用线程对象的interrupt方法时，会出现InterruptedException异常。

5，wait(long time)，方法的功能是等待某一时间内是否有线程对锁进行唤醒，如果超过这个时间则自动唤醒。

6，方法join的使用，很多情况下，主线程创建并启动子线程，如果子线程中要进行大量的耗时运算，主线程往往将早于子线程结束之前结束。测试，如果主线程想等待子线程执行完成之后再结束，比如子线程要处理一个数据，主线程要取得这个数据中的值，就用到了join（）方法了。方法join()的作用就是使所属的线程对象X正常执行run()方法中的任务，而使当前线程Y进行无限期的堵塞，等待线程X销毁后在继续执行Y后面的代码。
方法join具有使线程排队运行的作用，有些类似同步的运行效果。join与synchronized的区别是join在内部使用wait()方法进行等待，而synchronized关键字使用的是“对象监视器”原理做同步。

7，方法join(long time) 的参数是设定等待的时间。和sleep（long time）的区别是，方法join(long)的功能是在内部使用wait(long)方法来实现的，所以join(long)方法具有释放锁的特点，sleep（long）不释放锁。

8 ，类ThreadLocal的使用
变量值的共享可以使用public static 变量的形式，所有的线程都使用同一个public static 变量。如果想实现每一个线程都有自己的共享变量该如何解决呢？JDK中提供的类ThreadLocal正是为了解决这样的问题。

9，类InheritableThreadLocal的使用，可以在子线程中取得父线程继承下来的值。