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再说Java中wait、sleep、join和yield方法的区

再说Java中wait、sleep、join和yield方法的区

作者: oneape15 | 来源:发表于2019-01-18 08:59 被阅读54次

    引入

    长期以来,多线程问题颇为受到面试官们的青睐。如果你去参加一个面试,面试官全程没有问你一个关于多线程的问题,你都觉得不正规(哈哈~~)。虽然在我们实际的开发过程很少会有开发复杂多线程应用的机会,但是通过深入理解它,会让你在面试与工作中,变得自信与从容。

    关于java线程基础

    如果对于Java线程基础不是很了解的同学,可以参考我的另外一篇文章:Java多线程基础

    源码解读

    wait、sleep、join和yield这四个方法中, sleep,join和yield定义在Thread类中,
    wait定义在Object类中。下图展示了一个线程的生命周期:
    Thread类:

    package java.lang;
    public class Thread implements Runnable {
      /**
       * 向调度程序发出的提示,表明当前线程愿意放弃使用当前的处理器资源。调度程序可以忽略这个提示。
       *  yield是一种启发式的改进线程之间的相对进程的尝试,否则会过度使用CPU。
       *       它的使用应该与详细的分析和基准测试相结合,以确保它实际具有预期的效果。
       * 很少适合使用这种方法。对于调试或测试目的,它可能很有用,因为它可以帮助重现由于竞态条件而产生的错误
       */
      public static native void yield();
      /**
       * 使当前正在执行的线程在指定的毫秒数内休眠(临时停止执行);
       * 线程在休眠的过程中,不会释放任何已经得到的锁;
       */
      public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;
    
      /**
       * 等待线程死亡的时间最多为{millis}毫秒,如果{millis}设置为0时,将意味着一直等待下去。
       * 此实现使用{this.isAlive()}为条件,循环调用{Object.wait()}方法
       */
      public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {
            long base = System.currentTimeMillis();
            long now = 0;
    
            if (millis < 0) {
                throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
            }
    
            if (millis == 0) {
                while (isAlive()) {
                    wait(0);
                }
            } else {
                while (isAlive()) {
                    long delay = millis - now;
                    if (delay <= 0) {
                        break;
                    }
                    wait(delay);
                    now = System.currentTimeMillis() - base;
                }
            }
      }
    }
    

    我们可以看到join方法最终是以while循环的形式,通过检测当前线程isAlive()是否可用,调用Object.wait()进行阻塞等待。

    Object类:

    package java.lang;
    public class Object {
      public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
    }
    

    所以最终让线程等待的是Object.wait(), Thread.sleep()和Thread.yield()这三个方法;
    而这三个方法都是调用的C/C++实现的本地方法;

    Java线程状态

    一个线程的生命周期中,总共有以下6种状态

    • NEW - 这个状态主要是线程未被Thread.start()调用前的状态。
    • RUNNABLE - 线程正在JVM中被执行,它可能正在等待来自操作系统(如处理器)的其他资源。
    • BLOCKED - 线程被阻塞等待一个monitor锁,处于阻塞状态的线程正在等待monitor锁进入synchronized的代码块或方法,或者在调用Object.wait()方法后重新进入synchronized的代码块或方法。
    • WAITING - 由于线程调用了Object.wait(0)Thread.join(0)LockSupport.park其中的一个方法,线程处于等待状态,其中调用wait, join方法时未设置超时时间。还有一种情况,处于等待状态的线程正在等待另一个线程执行特定的操作,比如:一个线程调用了Object.wait()后,等待另一个线程调用Object.notifyAll()Object.notify()方法;或一个线程调用了Thread.join()方法,等待自己的线程的结束。
    • TIMED_WAITING - 线程等待一个指定的时间,比如线程调用了Object.wait(long), Thread.join(long),LockSupport.parkNanos, LockSupport.parkUntil方法之后,线程的状态就会变成TIMED_WAITING
    • TERMINATED - 终止的线程状态,线程已经完成执行。

    下面我绘制出了一张Java线程的生命周期,如下图:


    Java线程生命周期

    总结

    1. sleep、yield方法是静态方法;作用的是当前执行的线程;
    2. yield方法释放了cpu的执行权,但是依然保留了cpu的执行资格。给个简单的例子:很多人排队上WC,刚好排上yield上了,现在yield说,出让它这次机会,与更急的人一起比赛谁能更快进入到WC中去。这个比赛可能是其他的人,也可能就是yield本身;
    3. wait释放CPU资源,同时释放锁;
    4. sleep释放CPU资源,但不释放锁;

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