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Thread.sleep、Object.wait、LockSup

Thread.sleep、Object.wait、LockSup

作者: 疯狂的哈丘 | 来源:发表于2018-11-30 13:38 被阅读0次

    图片的话看不到可以我CSDN上的博客:
    https://blog.csdn.net/u013332124/article/details/84647915

    在java语言中,可以通过3种方式让线程进入休眠状态,分别是Thread.sleep()Object.wait()LockSupport.park()方法。这三种方法的表现和原理都各有不同,今天稍微研究了下这几个方法的区别。

    Thread.sleep() 方法

    Thread.sleep(time)方法必须传入指定的时间,线程将进入休眠状态,通过jstack输出线程快照的话此时该线程的状态应该是TIMED_WAITING,表示休眠一段时间。

    另外,该方法会抛出InterruptedException异常,这是受检查异常,调用者必须处理。

    通过sleep方法进入休眠的线程不会释放持有的锁,因此,在持有锁的时候调用该方法需要谨慎。

    Object.wait() 方法

    我们都知道,java的每个对象都隐式的继承了Object类。因此每个类都有自己的wait()方法。我们通过object.wait()方法也可以让线程进入休眠。wait()有3个重载方法:

    public final void wait() throws InterruptedException;
    public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
    public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
    

    如果不传timeout,wait将会进入无限制的休眠当中,直到有人唤醒他。使用wait()让线程进入休眠的话,无论有没有传入timeout参数,线程的状态都将是WAITING状态。

    另外,必须获得对象上的锁后,才可以执行该对象的wait方法。否则程序会在运行时抛出IllegalMonitorStateException异常。

    Object waitObject = new Object();
    try {
        //没获取到waitObject的锁,调用该方法抛出IllegalMonitorStateException异常
          waitObject.wait();
    } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
    }
    
    //正确的调用方式  
    Object waitObject = new Object();
    try {
        //先获取到waitObject的锁
        synchronized (waitObject){
            waitObject.wait();
        }
    } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
    }
    

    再调用wait()方法后,线程进入休眠的同时,会释放持有的该对象的锁,这样其他线程就能在这期间获取到锁了。

    调用Object对象的notify()或者notifyAll()方法可以唤醒因为wait()而进入等待的线程。

    LockSupport.park() 方法

    通过LockSupport.park()方法,我们也可以让线程进入休眠。它的底层也是调用了Unsafe类的park方法

    //Unsafe.java类
    //唤醒指定的线程
    public native void unpark(Thread jthread);
    //isAbsolute表示后面的时间是绝对时间还是相对时间,time表示时间,time=0表示无限阻塞下去
    public native void park(boolean isAbsolute, long time);
    

    调用park方法时,还允许设置一个blocker对象,主要用来给监视工具和诊断工具确定线程受阻塞的原因。

    调用park方法进入休眠后,线程状态为WAITING

    实现原理

    LockSupport.park() 的实现原理是通过二元信号量做的阻塞,要注意的是,这个信号量最多只能加到1。我们也可以理解成获取释放许可证的场景。unpark()方法会释放一个许可证,park()方法则是获取许可证,如果当前没有许可证,则进入休眠状态,知道许可证被释放了才被唤醒。无论执行多少次unpark()方法,也最多只会有一个许可证。

    和wait的不同

    park、unpark方法和wait、notify()方法有一些相似的地方。都是休眠,然后唤醒。但是wait、notify方法有一个不好的地方,就是我们在编程的时候必须能保证wait方法比notify方法先执行。如果notify方法比wait方法晚执行的话,就会导致因wait方法进入休眠的线程接收不到唤醒通知的问题。而park、unpark则不会有这个问题,我们可以先调用unpark方法释放一个许可证,这样后面线程调用park方法时,发现已经许可证了,就可以直接获取许可证而不用进入休眠状态了。

    另外,和wait方法不同,执行park进入休眠后并不会释放持有的锁

    对中断的处理

    park方法不会抛出InterruptedException,但是它也会响应中断。当外部线程对阻塞线程调用interrupt方法时,park阻塞的线程也会立刻返回。

    Thread parkThread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("park begin");
    
                    //等待获取许可
                    LockSupport.park();
                    //输出thread over.true
                    System.out.println("thread over." + Thread.currentThread().isInterrupted());
    
                }
            });
            parkThread.start();
    
            Thread.sleep(2000);
            // 中断线程
            parkThread.interrupt();
    
            System.out.println("main over");
    

    上面的demo最终会输出

    park begin
    main over
    thread over.true
    

    说明因park进入休眠的线程收到中断通知后也会立刻返回,并且可以手动通过Thread.currentThread().isInterrupted()获取到中断位。

    总结

    [图片上传失败...(image-695f30-1543556287018)]

    题外话:关于java进程的关闭

    在linux中,我们通常用kill命令来关闭一个进程。众所周知,kill有-9和-15两种参数,默认是-15。如果是-15参数,系统就发送一个关闭信号给进程,然后等待进程关闭。在这个过程中,目标进程可以释放手中的资源,以及进行一些关闭操作。

    正是有了这个概念,我曾经很大一段时间对java进程的关闭流程有所误解。在我原先的理解中,java进程接收到关闭信号后,会逐一给阻塞中的进程发送中断信号,并等待线程处理完。但其实这是错误的

    java进程收到关闭信号后,不会去关心运行中的那些线程是否运行完,也不会给阻塞中的线程发送中断信号。我们只能通过绑定关闭钩子来中断目标线程并等待线程执行完。

    final Thread waitThread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("thread begin");
    
                    //等待获取许可
                    try {
                        Thread.sleep(1000000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //输出thread over.true
                    System.out.println("thread over." + Thread.currentThread().isInterrupted());
    
                    try {
                        Thread.sleep(3000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
            waitThread.start();
            //绑定钩子
            Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        waitThread.interrupt();
                        waitThread.join();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("shutdown success");
                }
            }));
    

    java进程在收到关闭信号后,会执行所有绑定了shutdownHook的线程,确保这些绑定的线程都执行完了才真正关闭。因此,我们要释放资源就要在shutdownHook的线程内操作,然后在线程内等待其他释放资源的线程执行完成。

    注意,所有绑定了shutdownHook的线程也是并行执行的,不是顺序执行。另外,用-9参数的kill不会等shutdownHook线程执行完就退出。

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