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sleep、yield、join方法简介与用法 sleep与wait区别 多线程中篇（十五）

Object中的wait、notify、notifyAll，可以用于线程间的通信，核心原理为借助于监视器的入口集与等待集逻辑
通过这三个方法完成线程在指定锁（监视器）上的等待与唤醒，这三个方法是以锁（监视器）为中心的通信方法 
除了他们之外，还有用于线程调度、控制的方法，他们是sleep、yield、join方法，他们可以用于线程的协作，他们是围绕着线程的调度而来的 

sleep方法

有两个版本的sleep方法，看得出来，核心仍旧是native方法
非native方法只是进行了参数校验，接着仍旧是调用的native方法，这个情形与wait是类似的
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接下来仔细看下，native版本的sleep
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。该线程不丢失任何监视器的所属权。
注意：
sleep不会释放锁，不会释放锁，不会释放锁
可以理解为他进入监视器这个房间之后，在这房间里面睡着了
与wait类似的是，sleep也是可中断方法（从方法签名可以看得出来，可能抛出InterruptedException），也就是说如果一个线程正在sleep，如果另外的线程将他中断（调用interrupt方法），将会抛出异常，并且中断状态将会擦除
所以对于sleep方法，要么自己醒来，要么被中断后也会醒来
对于sleep始终有一个超时时间的设置，所以，尽管他是在监视器内睡着了，但是并不会导致死锁，因为他终究是要醒来的
 
如下，线程休眠500毫秒，主线程50毫秒打印一次状态
ps：sleep方法的调用结果为状态：TIMED_WAITING
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借助于sleep方法，可以模拟线程的顺序执行
比如下面示例，两个阶段，第二个阶段将在第一个阶段执行之后才会执行
package test1;
import java.lang.Thread.State;
public class T16 {
public static void main(String[] args) {
//模拟执行任务的第一个阶段的执行
Thread stepOne = new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 第一阶段任务开始执行");
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 第一阶段任务执行结束");
} catch (InterruptedException e) {
}
}, "firstStage");
stepOne.start();
//模拟任务第二个阶段的执行
Thread stepTwo = new Thread(() -> {
while (!State.TERMINATED.equals(stepOne.getState())) {
try {
Thread.sleep(100);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 我在等待第一阶段任务执行结束");
} catch (InterruptedException e) {
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 第二阶段任务执行结束");
}, "secondStage");
stepTwo.start();
}
}
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另外，你应该已经注意到sleep方法都有static修饰，既然是静态方法，在Thread中的惯例就是针对于：当前线程，当前线程，当前线程

yield方法

对于sleep或者wait方法，他们都将进入特定的状态，伴随着状态的切换，也就意味着等待某些条件的发生，才能够继续，比如条件满足，或者到时间等
但是yield方法不涉及这些事情，他针对的是时间片的划分与调度，所以对开发者来说只是临时让一下，让一下他又不会死，就只是再等等
yield方法将会暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程，他始终都是RUNNABLE状态
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不过要注意，可以认为yield只是一种建议性的，如果调用了yield方法，对CPU时间片的分配进行了“礼让”，他仍旧有可能继续获得时间片，并且继续执行
所以一次调用yield 并不一定会代表肯定会发生什么
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借助于while循环以及yield方法，可以看得出来，也能一定程度上达到线程排序等待的效果
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yield也是静态方法，所以，也是针对于当前线程，当前线程，当前线程。

join方法

三个版本的join方法
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方法的实现过程，与wait也是非常类似，下面两个版本的方法一个调用join（0）,一个参数校验后，调用join（millis），所以根本还是单参数版本的join方法
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在方法深入介绍前先看个例子
一个线程，循环5次，每次sleep 1s，主线程中打印信息
从结果可以看到，主线程总是在线程执行之后，才会执行，也就是主线程在等待我们创建的这个线程结束，结束了之后才会继续进行
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如果调整下顺序--->start 与 join的先后顺序，再次看下情况，可以发现顺序没有保障了
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结论：
主线程main中调用启动线程（调用start），然后调用该线程的join方法，可以达到主线程等待工作线程运行结束才执行的效果，并且join要在start调用后
如何做到的？
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从上面源代码可以看得出来，内部调用了wait方法，所以也能明白为啥join也会抛出InterruptedException了吧
主线程main中调用thread.join（）方法，join方法相当于join（0），也就是
            while (isAlive()) {
                wait(0);
            }
而这个wait（0）就相当于是this.wait（0），this就是我们自己创建的那个线程thread，看看方法的签名是不是有一个synchronized
isAlive（）也是this.isAlive（），也就是如果当前线程alive（已经启动，但是未终止），那么将持续等待，等待的临界资源就是我们创建的这个线程对象本身
所以这两行代码的含义就是：
该线程是否还存活？如果存活，调用join的那个线程将会在这个对象上进行等待（进入该线程对象的等待集）
也就是说调用一个线程的join方法，就是在这个线程是等待，这个线程对象就是我们的锁对象（不要疑惑，Object都可以作为锁，Thread实例对象怎么不可以？）
肯定大家很奇怪，既然是等待，wait又不会自己醒来，那不是出问题了吗？
其实线程结束后，会调用this.notifyAll，所以主线程main会被唤醒
 
如果传递的参数不为0，将会走到下面的分支，会wait指定时长，与上面的逻辑一致，只不过是有指定超时时长而已
                long delay = millis - now;
                if (delay <= 0) {
                    break;
                }
                wait(delay);
                now = System.currentTimeMillis() - base;
 
手动版本的等待结束
只是将join方法换成了同步代码块，锁对象为那个线程的实例对象thread，调用他的wait方法
从结果上看，效果一样
（不过此处没有持续监测isAlive（），所以一旦主线程醒来，即使线程没有结束，也会继续，不能百分百确保main肯定等待线程结束）
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不过要注意：注释中有说明，自己不要使用Thread类的实例对象作为锁对象，如果是现在这种场景，使用join即可
为什么？从我们目前来看，join方法就是以这个对象为锁，如果你自己在使用，又是wait又是notify（notifyAll）的，万一出现什么隐匿的问题咋办？
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所以join方法的原理就是：将指定的Thread实例对象作为锁对象，在其上进行同步，只要那个线程还活着，那么就会持续等待（或者有限时长）
线程终止之后会调用自身this.notifyAll，以通知在其上等待的线程
简单说，只要他活着大家就都等着， 他死了会通知，所以效果就是在哪里调用了谁的join，哪里就要等待这个线程结束，才能继续
为什么要在start之后？
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如上面所示，将join改造成同步代码块如下所示，如果这段同步代码在start方法之前
看下结果，没有等待指定线程结束，main主线程就结束了
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因为如果还没有调用start方法，那么isAlive是false（已开始未结束），主线程根本就不会等待，所以继续执行，然后继续到下面的start，然后主线程结束
所以，为什么join方法一定要在start之前？
就是因为这个isAlive方法的校验，你没有start，isAlive就是false，就不会同步等待，所以必须要先start，然后才能join
小结：
对于join方法，有两个关键：
  • 调用的哪个对象的join？
  • 在哪里调用的？
换一个说法：
join的效果是：一个线程等待另一个线程（直到结束或者持续一段时间）才执行，那么谁等待谁？
在哪个线程调用，哪个线程就会等待；调用的哪个Thread对象，就会等待哪个线程结束；

状态图回顾

在回顾下之前状态一文中的切换图，又了解了这几个方法后，应该对状态切换有了更全面的认识
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总结

对于yield方法，比较容易理解，只是简单地对于CPU时间片的“礼让”，除非循环yield，否则一次yield，可能下次该线程仍旧可能会抢占到CPU时间片，可能方法调用和不调用没差别
sleep是静态方法，针对当前线程，进入休眠状态，两个版本的sleep方法始终有时间参数，所以必然会在指定的时间内苏醒，他也不会释放锁，当然，sleep方法的调用非必须在同步方法（同步代码块）内
join是实例方法，表示等待谁，是用于线程顺序的调度方法，可以做到一个线程等待另外一个线程，join有三个版本，指定超时时间或者持续等待直到目标线程执行结束，join也无需在同步方法（同步代码块）内
sleep和join都是可中断方法，被其他线程中断时，都会抛出InterruptedException异常，并且会醒来
 
join方法底层依赖wait，我们对比下wait与sleep 
  • wait和sleep都会使线程进入阻塞状态，都是可中断方法，被中断后都会抛出异常
  • wait是Object的方法，sleep是Thread的方法
  • wait必须在同步中执行，sleep不需要（join底层依赖wait，但是不需要在同步中，因为join方法就是synchronized的）
  • wait会释放锁，sleep不会释放锁
  • wait（无超时设置的版本）会持续阻塞，必须等待唤醒，而sleep必然有超时，所以一定会自己醒来
  • wait 实例方法（Object），在对象上调用，表示在其上等待；sleep静态方法，当前线程  
posted @ 2019-02-28 10:22  noteless  阅读(7592)  评论(1)  编辑  收藏  举报