java多线程（2）---生命周期、线程通讯
java生命周期、线程通讯
一、生命周期
有关线程生命周期就要看下面这张图，围绕这张图讲解它的方法的含义，和不同方法间的区别。
1、yield()方法
yield()让当前正在运行的线程回到就绪，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会。但是，实际中无法保证yield()达到让步的目的，因为，让步的线程可能被线程调度程序再次选中。
同时yield()不会放弃锁资源，所以有可能会出现死锁。
2、wait和sleep方法的区别
1）第一个很重要的区别就是，wait方法必须正在同步环境下使用，比如synchronized方法或者同步代码块。如果你不在同步条件下使用，会抛出IllegalMonitorStateException异常。另外，sleep方法不需要再同步条件下调用，你可以任意正常的使用。
2）第二个区别是，wait方法用于和定义于Object类的，而sleep方法操作于当前线程，定义在java.lang.Thread类里面。
3）第三个区别是，调用wait()的时候方法会释放当前持有的锁，而sleep方法不会释放任何锁。
3、wait和sleep方法使用场景
（1）wait方法定义在Object类里面，所有对象都能用到，一般wait()和notify()方法或notifyAll使用于线程间的通信。
（2）sleep()方法用于暂停当前线程的执行。
4、join方法（）
thread.Join把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。
比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B。
这里有个待思考的案例？应该是自己对join没有理解透，留在以后再来回顾。
/* * 有关join第一个疑惑就是我在t2.join()后，发现它是无效的，同样还是交叉输出。 */ class ThreadTesterA implements Runnable { private int counter; public void run() { while (counter <= 10) { System.out.print("Counter = " + counter + " "); counter++; } System.out.println(); } } class ThreadTesterB implements Runnable { private int i; public void run() { while (i <= 10) { System.out.print("i = " + i + " "); i++; } System.out.println(); } } public class ThreadTester { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread(new ThreadTesterA()); Thread t2 = new Thread(new ThreadTesterB()); t1.start(); t2.start(); t2.join(); //无效 } }
5、stop方法
线程启动完毕后,在运行可能需要终止,Java提供的终止方法只有一个stop,但是不建议使用此方法,因为它有以下三个问题:
1)stop方法是过时的。
从Java编码规则来说,已经过时的方式不建议采用.
2)stop方法会导致代码逻辑不完整
stop方法是一种"恶意" 的中断,一旦执行stop方法,即终止当前正在运行的线程,不管线程逻辑是否完整,这是非常危险的.
3)stop方法会破坏原子逻辑
多线程为了解决共享资源抢占的问题,使用了锁的概念,避免资源不同步,但是正是因为此原因,stop方法却会带来更大的麻烦,它会丢弃所有的锁,导致原子逻辑受损
二、线程通讯小案例
1、如何让两个线程依次执行？
题目：假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，两个线程分别依次打印 1-3 三个数字即可。我们希望 B 在 A 全部打印完后再开始打印。
关键方法：join()。
//题目：假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，我们希望 B 在 A 全部打印完后再开始打印。 public class TestJoin { public static void main(String[] args) { demo2(); } private static void demo2() { Thread A = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { printNumber("A"); } }); Thread B = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("B 开始等待 A"); try { A.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } printNumber("B"); } }); B.start(); A.start(); } private static void printNumber(String threadName) { int i=0; while (i++ < 3) { System.out.println(threadName + "print:" + i); } } } /*运行结果 * B 开始等待 A * Aprint:1 * Aprint:2 * Aprint:3 * Bprint:1 * Bprint:2 * Bprint:3 */
2、如何让两个线程按照指定方式有序交叉运行呢？
题目：假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，两个线程分别依次打印 1-3 三个数字即可。我们希望 A和B交替打印
关键方法：wait()和notify()或者notifyAll()
public class Main { int i = 1; //i和istrue作为多线程的共享数据 boolean istrue = false; public static void main(String[] args) { Main main = new Main(); ThreadA a = new ThreadA(main); ThreadB b = new ThreadB(main); Thread threada = new Thread(a); Thread threadb = new Thread(b); threada.start(); threadb.start(); }} class ThreadA implements Runnable { Main main; public ThreadA(Main main) { this.main = main; } public void run() { while (main.i <= 10) { synchronized (main) { // 必须要用一把锁对象，这个对象是main if (!main.istrue) { try { main.wait(); // 操作wait()函数的必须和锁是同一个 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } else { System.out.println("奇数：" + main.i); main.i++; main.istrue = false; main.notifyAll(); } }}}} class ThreadB implements Runnable { Main main; public ThreadB(Main main) { this.main = main; } public void run() { while (main.i <= 10) { synchronized (main) { // 必须要用一把锁对象，这个对象是main if (main.istrue) { try { main.wait(); // 操作wait()函数的必须和锁是同一个 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } else { System.out.println("偶数：" + main.i); main.i++; main.istrue = true; main.notifyAll(); } }}}} //梳理下流程 //首先传入一个 A 和 B 共享的对象锁main; //当 A 得到锁后，直接交出锁的控制权，进入 wait 状态； //对 B 而言，由于 A 最开始得到了锁，导致 B 无法执行；直到 A 调用wait() 释放控制权后， B 才得到了锁，同时输出：偶数：1，同时notifyAll让A又到就绪状态 //接下来A和B都有可能获得cpu时间碎片，当 A 得到锁后，那么打印奇数：2，如果B又获得cpu时间片，那么它会进入wait状态。 //就这样来去循环，最终就是交叉打印运行。
运行结果
3、四个线程 A B C D，其中 D 要等到 A B C 全执行完毕后才执行，而且 A B C 是同步运行的。
关键对象：CountdownLatch对象
最开始我们介绍了 thread.join()，可以让一个线程等另一个线程运行完毕后再继续执行，那我们可以在 D 线程里依次 join A B C，不过这也就使得 A B C 必须依次执行，而我们要的是这三者能同步运行。
或者说，我们希望达到的目的是：A B C 三个线程同时运行，各自独立运行完后通知 D；对 D 而言，只要 A B C 都运行完了，D 再开始运行。针对这种情况，我们可以利用 CountdownLatch 来实现这类通信方式。
/*CountdownLatch基本用法是: * 1)创建一个计数器，设置初始值，CountdownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3); * 2)在 等待线程 里调用 countDownLatch.await() 方法，进入等待状态，直到计数值变成 0； * 3)在 其他线程 里，调用 countDownLatch.countDown() 方法，该方法会将计数值减小 1； * 4)当 其他线程 的 countDown() 方法把计数值变成 0 时，等待线程 里的 countDownLatch.await() 立即退出，继续执行下面的代码。 */ public class TestCountdownLatch { public static void main(String[] args) { runDAfterABC(); } private static void runDAfterABC() { int worker = 3; CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(worker); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("D开始工作前先等ABC工作完成"); try { //因为worker初始值为3，所以在不等于0之前一直处于等待状态 countDownLatch.await(); System.out.println("ABC工作完成，D开始工作"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); for (char threadName='A'; threadName <= 'C'; threadName++) { final String tN = String.valueOf(threadName); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(tN + "正在工作....."); try { Thread.sleep(100); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(tN + "完成工作......"); //每调用一次worker值减一 countDownLatch.countDown(); } }).start(); } } }
运行结果：
4、三个运动员各自准备，等到三个人都准备好后，再一起跑
关键对象：CyclicBarrier
上面的 CountDownLatch 可以用来倒计数，但当计数完毕，只有一个线程的 await() 会得到响应，无法让多个线程同时触发。
为了实现线程间互相等待这种需求，我们可以利用 CyclicBarrier 数据结构。
/* CyclicBarrier 基本用法 * 1)先创建一个公共 CyclicBarrier 对象，设置 同时等待 的线程数，CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3); * 2)这些线程同时开始自己做准备，自身准备完毕后，需要等待别人准备完毕，这时调用 cyclicBarrier.await(); 即可开始等待别人； * 3)当指定的 同时等待 的线程数都调用了 cyclicBarrier.await();时，意味着这些线程都准备完毕好，然后这些线程才 同时继续执行。 */ public class CyclicBarrierTest { public static void main(String[] args) { runABCWhenAllReady(); } private static void runABCWhenAllReady() { int runner = 3; CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(runner); for (char runnerName='A'; runnerName <= 'C'; runnerName++) { final String rN = String.valueOf(runnerName); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println(rN + " 已经准备好，等待其它线程准备"); cyclicBarrier.await(); // 当前运动员准备完毕，等待别人准备好 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(rN + "开始跑"); // 所有运动员都准备好了，一起开始跑 } }).start(); } } }
运行结果：
5、子线程完成某件任务后，把得到的结果回传给主线程
关键接口：Callable
public class CallableTest { public static void main(String[] args) { doTaskWithResultInWorker(); } private static void doTaskWithResultInWorker() { //看出 Callable 最大区别就是返回范型 V 结果 Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() { //这里需要重写call方法，而不是run方法 @Override public Integer call() throws Exception { System.out.println("Task starts"); Thread.sleep(1000); int result = 0; for (int i=0; i<=100; i++) { result += i; } return result; } }; //Callable需要把对象放入FutureTask对象中，在把FutureTask对象放入Thread中，就可以启动一个线程 FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable); new Thread(futureTask).start(); try { System.out.println("Result: " + futureTask.get()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } /*输出结果： * Task starts * Result: 5050 */
这里我们可以学到，通过 FutureTask 和 Callable 可以直接在主线程获得子线程的运算结果，只不过需要阻塞主线程。当然，如果不希望阻塞主线程，可以考虑利用 ExecutorService，把 FutureTask 放到线程池去管理执行。
想太多，做太少，中间的落差就是烦恼。想没有烦恼，要么别想，要么多做。少校【8】
