java 多线程之wait(),notify,notifyAll(),yield()
wait(),notify(),notifyAll()不属于Thread类,而是属于Object基础类,也就是说每个对像都有wait(),notify(),notifyAll()
的功能.因为都个对像都有锁,锁是每个对像的基础,当然操作锁的方法也是最基础了.
wait与notify是java同步机制中重要的组成部分。结合与synchronized关键字使用,可以建立很多优秀的同步模型。
synchronized(this){ }等价于publicsynchronized void method(){.....}
同步分为类级别和对象级别,分别对应着类锁和对象锁。类锁是每个类只有一个,如果static的方法被synchronized关键字修饰,则在这个方法被执行前必须获得类锁;对象锁类同。
首先,调用一个Object的wait与notify/notifyAll的时候,必须保证调用代码对该Object是同步的,也就是说必须在作用等同于synchronized(obj){......}的内部才能够去调用obj的wait与notify/notifyAll三个方法,否则就会报错:
java.lang.IllegalMonitorStateException:current thread not owner
在调用wait的时候,线程自动释放其占有的对象锁,同时不会去申请对象锁。当线程被唤醒的时候,它才再次获得了去获得对象锁的权利。
所以,notify与notifyAll没有太多的区别,只是notify仅唤醒一个线程并允许它去获得锁,notifyAll是唤醒所有等待这个对象的线程并允许它们去获得对象锁,只要是在synchronied块中的代码,没有对象锁是寸步难行的。其实唤醒一个线程就是重新允许这个线程去获得对象锁并向下运行。
notifyAll,虽然是对每个wait的对象都调用一次notify,但是这个还是有顺序的,每个对象都保存这一个等待对象链,调用的顺序就是这个链的顺序。其实启动等待对象链中各个线程的也是一个线程,在具体应用的时候,需要注意一下。
wait():
等待对象的同步锁,需要获得该对象的同步锁才可以调用这个方法,否则编译可以通过,但运行时会收到一个异常:IllegalMonitorStateException。
调用任意对象的 wait() 方法导致该线程阻塞,该线程不可继续执行,并且该对象上的锁被释放。
notify():
唤醒在等待该对象同步锁的线程(只唤醒一个,如果有多个在等待),注意的是在调用此方法的时候,并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程,而是由JVM确定唤醒哪个线程,而且不是按优先级。
调用任意对象的notify()方法则导致因调用该对象的 wait()方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞(但要等到获得锁后才真正可执行)。
notifyAll():
唤醒所有等待的线程,注意唤醒的是notify之前wait的线程,对于notify之后的wait线程是没有效果的。
yield():
该方法与sleep()类似,只是不能由用户指定暂停多长时间,并且yield()方法只能让同优先级的线程有执行的机会。
使当前线程从执行状态(运行状态)变为可执行态(就绪状态)。cpu会从众多的可执行态里选择,也就是说,当前也就是刚刚的那个线程还是有可能会被再次执行到的,并不是说一定会执行其他线程而该线程在下一次中不会执行到了。
Java线程中有一个Thread.yield( )方法,很多人翻译成线程让步。顾名思义,就是说当一个线程使用了这个方法之后,它就会把自己CPU执行的时间让掉,让自己或者其它的线程运行。
例子:
package com.yield; public class YieldTest extends Thread { public YieldTest(String name) { super(name); } @Override public void run() { for (int i = 1; i <= 50; i++) { System.out.println("" + this.getName() + "-----" + i); // 当i为30时,该线程就会把CPU时间让掉,让其他或者自己的线程执行(也就是谁先抢到谁执行) if (i == 30) { this.yield(); } } } public static void main(String[] args) { YieldTest yt1 = new YieldTest("张三"); YieldTest yt2 = new YieldTest("李四"); yt1.start(); yt2.start(); } }
运行结果:
第一种情况:李四(线程)当执行到30时会CPU时间让掉,这时张三(线程)抢到CPU时间并执行。
第二种情况:李四(线程)当执行到30时会CPU时间让掉,这时李四(线程)抢到CPU时间并执行
通常,多线程之间需要协调工作:如果条件不满足,则等待;当条件满足时,等待该条件的线程将被唤醒。在Java中,这个机制的实现依赖于wait/notify。等待机制与锁机制是密切关联的。
例如:
synchronized(obj) {
while(!condition) {
obj.wait();
}
obj.doSomething();
}
当线程A获得了obj锁后,发现条件condition不满足,无法继续下一处理,于是线程A就wait()。
在另一线程B中,如果B更改了某些条件,使得线程A的condition条件满足了,就可以唤醒线程A :
synchronized(obj) {
condition = true;
obj.notify();
}
需要注意的概念是:
# 调用obj的wait(), notify()方法前,必须获得obj锁,也就是必须写在synchronized(obj){...} 代码段内。
# 调用obj.wait()后,线程A就释放了obj的锁,否则线程B无法获得obj锁,也就无法在synchronized(obj){...} 代码段内唤醒A。
# 当obj.wait()方法返回后,线程A需要再次获得obj锁,才能继续执行。
#如果A1,A2,A3都在obj.wait(),则B调用obj.notify()只能唤醒A1,A2,A3中的一个(具体哪一个由JVM决定)。
#obj.notifyAll()则能全部唤醒A1,A2,A3,但是要继续执行obj.wait()的下一条语句,必须获得obj锁,因此,A1,A2,A3只有一个有机会获得锁继续执行,例如A1,其余的需要等待A1释放obj锁之后才能继续执行。
# 当B调用obj.notify/notifyAll的时候,B正持有obj锁,因此,A1,A2,A3虽被唤醒,但是仍无法获得obj锁。直到B退出synchronized块,释放obj锁后,A1,A2,A3中的一个才有机会获得锁继续执行。
谈一下synchronized和wait()、notify()等的关系:
1.有synchronized的地方不一定有wait,notify
2.有wait,notify的地方必有synchronized.这是因为wait和notify不是属于线程类,而是每一个对象都具有的方法,而且,这两个方法都和对象锁有关,有锁的地方,必有synchronized。
另外,注意一点:如果要把notify和wait方法放在一起用的话,必须先调用notify后调用wait,因为如果调用完wait,该线程就已经不是currentthread了。
线程的状态
线程有四种状态,任何一个线程肯定处于这四种状态中的一种:
1) 产生(New):线程对象已经产生,但尚未被启动,所以无法执行。如通过new产生了一个线程对象后没对它调用start()函数之前。
2) 可执行(Runnable):每个支持多线程的系统都有一个排程器,排程器会从线程池中选择一个线程并启动它。当一个线程处于可执行状态时,表示它可能正处于线程池中等待排排程器启动它;也可能它已正在执行。如执行了一个线程对象的start()方法后,线程就处于可执行状态,但显而易见的是此时线程不一定正在执行中。
3) 死亡(Dead):当一个线程正常结束,它便处于死亡状态。如一个线程的run()函数执行完毕后线程就进入死亡状态。
4) 停滞(Blocked):当一个线程处于停滞状态时,系统排程器就会忽略它,不对它进行排程。当处于停滞状态的线程重新回到可执行状态时,它有可能重新执行。如通过对一个线程调用wait()函数后,线程就进入停滞状态,只有当两次对该线程调用notify或notifyAll后它才能两次回到可执行状态。