java 线程不足_Java 线程基础知识
wait() 和notify()、notifyAll()
這三個(gè)方法用于協(xié)調(diào)多個(gè)線(xiàn)程對(duì)共享數(shù)據(jù)的存取，所以必須在 Synchronized 語(yǔ)句塊內(nèi)使用這三個(gè)方法，否則會(huì)拋出錯(cuò) IllegalMonitorStateException。前面說(shuō)過(guò) Synchronized 這個(gè)關(guān)鍵字用于保護(hù)共享數(shù)據(jù)，阻止其他線(xiàn)程對(duì)共享數(shù)據(jù)的存取。但是這樣程序的流程就很不靈活了，如何才能在當(dāng)前線(xiàn)程還沒(méi)退出 Synchronized 數(shù)據(jù)塊時(shí)讓其他線(xiàn)程也有機(jī)會(huì)訪(fǎng)問(wèn)共享數(shù)據(jù)呢？此時(shí)就用這三個(gè)方法來(lái)靈活控制。
wait() 方法使當(dāng)前線(xiàn)程被阻塞掛起暫停執(zhí)行并釋放對(duì)象鎖標(biāo)志，讓其他線(xiàn)程可以進(jìn)入 Synchronized 數(shù)據(jù)塊，當(dāng)前線(xiàn)程被放入對(duì)象等待池中。當(dāng)調(diào)用共享對(duì)象的 notify() 或者 notifyAll() 方法才會(huì)返回，此時(shí)返回的線(xiàn)程會(huì)加入到鎖標(biāo)志等待池中，只有鎖標(biāo)志等待池中的線(xiàn)程能夠獲取鎖標(biāo)志，如果鎖標(biāo)志等待池中沒(méi)有線(xiàn)程，則 notify() 不起作用。
notifyAll() 則從對(duì)象等待池中移走所有等待那個(gè)對(duì)象的線(xiàn)程并放到鎖標(biāo)志等待池中。
需要注意的是，當(dāng)線(xiàn)程調(diào)用共享對(duì)象的 wait() 方法時(shí)，當(dāng)前線(xiàn)程只會(huì)釋放當(dāng)前共享對(duì)象的鎖，當(dāng)前線(xiàn)程持有的其他共享對(duì)象的監(jiān)視器鎖并不會(huì)釋放。
線(xiàn)程中斷
為啥需要中斷呢？下面簡(jiǎn)單的舉例情況:
比如我們會(huì)啟動(dòng)多個(gè)線(xiàn)程做同一件事，比如搶 12306 的火車(chē)票，我們可能開(kāi)啟多個(gè)線(xiàn)程從多個(gè)渠道買(mǎi)火車(chē)票，只要有一個(gè)渠道買(mǎi)到了，我們會(huì)通知取消其他渠道。這個(gè)時(shí)候需要關(guān)閉其他線(xiàn)程；
很多線(xiàn)程的運(yùn)行模式是死循環(huán)，比如在生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式中，消費(fèi)者主體就是一個(gè)死循環(huán)，它不停的從隊(duì)列中接受任務(wù)，執(zhí)行任務(wù)，在停止程序時(shí)，我們需要一種”優(yōu)雅”的方法以關(guān)閉該線(xiàn)程；
在一些場(chǎng)景中，比如從第三方服務(wù)器查詢(xún)一個(gè)結(jié)果，我們希望在限定的時(shí)間內(nèi)得到結(jié)果，如果得不到，我們會(huì)希望取消該任務(wù)；
上面這幾個(gè)例子線(xiàn)程已經(jīng)在運(yùn)行了，并不好去干涉，但是可以通過(guò)中斷，告訴這個(gè)線(xiàn)程，你應(yīng)該中斷了。比如上面的例子中的線(xiàn)程再收到中斷后，可以通過(guò)中斷標(biāo)志來(lái)結(jié)束線(xiàn)程的運(yùn)行。當(dāng)然，你也可以收到后，不做任何處理，這也是可以的。
在 Java 中，停止一個(gè)線(xiàn)程的主要機(jī)制是中斷，中斷并不是強(qiáng)迫終止一個(gè)線(xiàn)程，它是一種協(xié)作機(jī)制，是給線(xiàn)程傳遞一個(gè)取消信號(hào)，但是由線(xiàn)程來(lái)決定如何以及何時(shí)退出。
需要注意的是：在停止線(xiàn)程的時(shí)候，不要調(diào)用 stop 方法，該方法已經(jīng)被廢棄了，并且會(huì)帶來(lái)不可預(yù)測(cè)的影響。
線(xiàn)程對(duì)中斷的反應(yīng)
RUNNABLE：線(xiàn)程在運(yùn)行或具備運(yùn)行條件只是在等待操作系統(tǒng)調(diào)度
WAITING/TIMED_WAITING：線(xiàn)程在等待某個(gè)條件或超時(shí)
BLOCKED：線(xiàn)程在等待鎖，試圖進(jìn)入同步塊
NEW/TERMINATED：線(xiàn)程還未啟動(dòng)或已結(jié)束
線(xiàn)程中斷常用的方法
interrupt() ：中斷線(xiàn)程，將會(huì)設(shè)置該線(xiàn)程的中斷狀態(tài)位，即設(shè)置為true，中斷的結(jié)果線(xiàn)程是死亡、還是等待新的任務(wù)或是繼續(xù)運(yùn)行至下一步，就取決于這個(gè)程序本身。線(xiàn)程會(huì)不時(shí)地檢測(cè)這個(gè)中斷標(biāo)示位，以判斷線(xiàn)程是否應(yīng)該被中斷(中斷標(biāo)示值是否為true)。它并不像stop方法那樣會(huì)中斷一個(gè)正在運(yùn)行的線(xiàn)程。
interrupted()：第一次使用返回true，并清除中斷標(biāo)志位，在此之后查詢(xún)中斷狀態(tài)isInterrupt()都會(huì)返回false，剛剛第一個(gè)例子也看到了，利用? ? 第一次返回的true可以跳出循環(huán)。第二次以及以后都是返回false。
isInterrupted()：僅僅查詢(xún)中斷標(biāo)志位來(lái)判斷是否發(fā)生中斷并返回true或者false。
RUNNABLE 狀態(tài)
如果線(xiàn)程在運(yùn)行中，interrupt() 只是會(huì)設(shè)置線(xiàn)程的中斷標(biāo)志位，沒(méi)有任何其它作用。線(xiàn)程應(yīng)該在運(yùn)行過(guò)程中合適的位置檢查中斷標(biāo)志位，比如說(shuō)，如果主體代碼是一個(gè)循環(huán)，可以在循環(huán)開(kāi)始處進(jìn)行檢查，如下所示：
public class InterruptRunnableDemo extendsThread {
@Overridepublic voidrun() {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) { // 也可以使用 !Thread.currentThread().interrupted() 來(lái)判斷有沒(méi)有中斷//... 單次循環(huán)代碼
}
System.out.println("done ");
}public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
Thread thread= newInterruptRunnableDemo();
thread.start();
Thread.sleep(1000);
thread.interrupt();
}
}
WAITING/TIMED_WAITING
線(xiàn)程執(zhí)行如下方法會(huì)進(jìn)入WAITING狀態(tài)：
public final void join() throwsInterruptedExceptionpublic final void wait() throws InterruptedException
執(zhí)行如下方法會(huì)進(jìn)入TIMED_WAITING狀態(tài)：
public final native void wait(long timeout) throwsInterruptedException;public static native void sleep(long millis) throwsInterruptedException;public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException
在這些狀態(tài)時(shí)，對(duì)線(xiàn)程對(duì)象調(diào)用 interrupt() 會(huì)使得該線(xiàn)程拋出 InterruptedException，需要注意的是，拋出異常后，中斷標(biāo)志位會(huì)被清空(線(xiàn)程的中斷標(biāo)志位會(huì)由 true 重置為false，因?yàn)榫€(xiàn)程為了處理異常已經(jīng)重新處于就緒狀態(tài))，而不是被設(shè)置。比如說(shuō)，執(zhí)行如下代碼：
Thread t = newThread (){
@Overridepublic voidrun() {try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e) {//exception被捕獲，但是為輸出為false 因?yàn)闃?biāo)志位會(huì)被清空
System.out.println(isInterrupted());
}
}
};
t.start();try{
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedException e) {
}
t.interrupt();//置為true
InterruptedException 是一個(gè)受檢異常，線(xiàn)程必須進(jìn)行處理。我們?cè)诋惓Ｌ幚碇薪榻B過(guò)，處理異常的基本思路是，如果你知道怎么處理，就進(jìn)行處理，如果不知道，就應(yīng)該向上傳遞，通常情況下，你不應(yīng)該做的是，捕獲異常然后忽略。
捕獲到 InterruptedException，通常表示希望結(jié)束該線(xiàn)程，線(xiàn)程大概有兩種處理方式：
向上傳遞該異常，這使得該方法也變成了一個(gè)可中斷的方法，需要調(diào)用者進(jìn)行處理
有些情況，不能向上傳遞異常，比如Thread的run方法，它的聲明是固定的，不能拋出任何受檢異常，這時(shí)，應(yīng)該捕獲異常，進(jìn)行合適的清理操作，清理后，一般應(yīng)該調(diào)用Thread的interrupt方法設(shè)置中斷標(biāo)志位，使得其他代碼有辦法知道它發(fā)生了中斷
第一種方式的示例代碼如下：
//拋出中斷異常，由調(diào)用者捕獲
public void interruptibleMethod() throwsInterruptedException{//... 包含wait, join 或 sleep 方法
Thread.sleep(1000);
}
第二種方式的示例代碼如下：
public class InterruptWaitingDemo extendsThread {
@Overridepublic voidrun() {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {try{//模擬任務(wù)代碼
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedException e) {//... 清理操作
System.out.println(isInterrupted());//false//重設(shè)中斷標(biāo)志位為true
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
System.out.println(isInterrupted());//true
}public static voidmain(String[] args) {
InterruptWaitingDemo thread= newInterruptWaitingDemo();
thread.start();try{
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedException e) {
}
thread.interrupt();
}
}
BLOCKED
如果線(xiàn)程在等待鎖，對(duì)線(xiàn)程對(duì)象調(diào)用interrupt()只是會(huì)設(shè)置線(xiàn)程的中斷標(biāo)志位，線(xiàn)程依然會(huì)處于BLOCKED狀態(tài)，也就是說(shuō)，interrupt()并不能使一個(gè)在等待鎖的線(xiàn)程真正”中斷”。我們看段代碼：
public class InterruptWaitingDemo extendsThread {
@Overridepublic voidrun() {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {try{//模擬任務(wù)代碼
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedException e) {//... 清理操作//重設(shè)中斷標(biāo)志位
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
System.out.println(isInterrupted());
}public static voidmain(String[] args) {
InterruptWaitingDemo thread= newInterruptWaitingDemo();
thread.start();try{
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedException e) {
}
thread.interrupt();
}
}
BLOCKED 如果線(xiàn)程在等待鎖，對(duì)線(xiàn)程對(duì)象調(diào)用 interrupt() 只是會(huì)設(shè)置線(xiàn)程的中斷標(biāo)志位，線(xiàn)程依然會(huì)處于 BLOCKED 狀態(tài)，也就是說(shuō)，interrupt() 并不能使一個(gè)在等待鎖的線(xiàn)程真正”中斷”。我們看段代碼：
public classInterruptSynchronizedDemo {private static Object lock = new Object();//monitor
private static class A extendsThread {
@Overridepublic voidrun() {//等待lock鎖
synchronized(lock) {//等待標(biāo)志位被置為true
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
}
}
System.out.println("exit");
}
}public static void test() throwsInterruptedException {synchronized (lock) {//獲取鎖
A a = newA();
a.start();
Thread.sleep(1000);//a在等待lock鎖，interrupt 無(wú)法中斷
a.interrupt();//a線(xiàn)程加入當(dāng)前線(xiàn)程，等待執(zhí)行完畢
a.join();
}
}public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
test();
}
}
test 方法在持有鎖 lock 的情況下啟動(dòng)線(xiàn)程 a，而線(xiàn)程 a 也去嘗試獲得鎖 lock，所以會(huì)進(jìn)入鎖等待隊(duì)列，隨后 test 調(diào)用線(xiàn)程 a 的 interrupt 方法并等待線(xiàn)程線(xiàn)程 a 結(jié)束，線(xiàn)程 a 會(huì)結(jié)束嗎？不會(huì)，interrupt 方法只會(huì)設(shè)置線(xiàn)程的中斷標(biāo)志，而并不會(huì)使它從鎖等待隊(duì)列中出來(lái)。線(xiàn)程a 會(huì)一直嘗試獲取鎖，但是主線(xiàn)程也在等待 a 結(jié)束才會(huì)釋放鎖，所以相互之間互為等待，不能結(jié)束。
我們稍微修改下代碼，去掉 test方法中的最后一行 a.join()，即變?yōu)?#xff1a;
public static void test() throwsInterruptedException {synchronized(lock) {
A a= newA();
a.start();
Thread.sleep(1000);
a.interrupt();
}//lock鎖釋放后 A線(xiàn)程重隊(duì)列中出來(lái)
}
這時(shí)，程序就會(huì)退出。為什么呢？因?yàn)橹骶€(xiàn)程不再等待線(xiàn)程 a 結(jié)束，釋放鎖 lock 后，線(xiàn)程 a 會(huì)獲得鎖，然后檢測(cè)到發(fā)生了中斷，所以會(huì)退出。
在使用 synchronized 關(guān)鍵字獲取鎖的過(guò)程中不響應(yīng)中斷請(qǐng)求，這是 synchronized 的局限性。如果這對(duì)程序是一個(gè)問(wèn)題，應(yīng)該使用顯式鎖，java 中的 Lock 接口，它支持以響應(yīng)中斷的方式獲取鎖。對(duì)于 Lock.lock()，可以改用 Lock.lockInterruptibly()，可被中斷的加鎖操作，它可以?huà)伋鲋袛喈惓！５韧诘却龝r(shí)間無(wú)限長(zhǎng)的 Lock.tryLock(long time, TimeUnit unit)。
NEW/TERMINATE
如果線(xiàn)程尚未啟動(dòng) (NEW)，或者已經(jīng)結(jié)束 (TERMINATED)，則調(diào)用 interrupt() 對(duì)它沒(méi)有任何效果，中斷標(biāo)志位也不會(huì)被設(shè)置。比如說(shuō)，以下代碼的輸出都是 false。
public classInterruptNotAliveDemo {private static class A extendsThread {
@Overridepublic voidrun() {
}
}public static void test() throwsInterruptedException {
A a= newA();
a.interrupt();
System.out.println(a.isInterrupted());
a.start();
Thread.sleep(100);
a.interrupt();
System.out.println(a.isInterrupted());
}public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
test();
}
}
IO操作
如果線(xiàn)程在等待 IO 操作，尤其是網(wǎng)絡(luò) IO，則會(huì)有一些特殊的處理，我們沒(méi)有介紹過(guò)網(wǎng)絡(luò)，這里只是簡(jiǎn)單介紹下。
實(shí)現(xiàn)此 InterruptibleChannel 接口的通道是可中斷的：如果某個(gè)線(xiàn)程在可中斷通道上因調(diào)用某個(gè)阻塞的 I/O 操作(常見(jiàn)的操作一般有這些：serverSocketChannel. accept()、socketChannel.connect、socketChannel.open、socketChannel.read、socketChannel.write、fileChannel.read、fileChannel.write)而進(jìn)入阻塞狀態(tài)，而另一個(gè)線(xiàn)程又調(diào)用了該阻塞線(xiàn)程的 interrupt 方法，這將導(dǎo)致該通道被關(guān)閉，并且已阻塞線(xiàn)程接將會(huì)收到 ClosedByInterruptException，并且設(shè)置已阻塞線(xiàn)程的中斷狀態(tài)。另外，如果已設(shè)置某個(gè)線(xiàn)程的中斷狀態(tài)并且它在通道上調(diào)用某個(gè)阻塞的 I/O 操作，則該通道將關(guān)閉并且該線(xiàn)程立即接收到 ClosedByInterruptException；并仍然設(shè)置其中斷狀態(tài)。
如果線(xiàn)程阻塞于 Selector 調(diào)用，則線(xiàn)程的中斷標(biāo)志位會(huì)被設(shè)置，同時(shí)，阻塞的調(diào)用會(huì)立即返回。
我們重點(diǎn)介紹另一種情況，InputStream 的 read 調(diào)用，該操作是不可中斷的，如果流中沒(méi)有數(shù)據(jù)，read 會(huì)阻塞 (但線(xiàn)程狀態(tài)依然是 RUNNABLE )，且不響應(yīng) interrupt()，與 synchronized 類(lèi)似，調(diào)用 interrupt() 只會(huì)設(shè)置線(xiàn)程的中斷標(biāo)志，而不會(huì)真正”中斷”它，我們看段代碼
public classInterruptReadDemo {private static class A extendsThread {
@Overridepublic voidrun() {while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){try{
System.out.println(System.in.read())//wait input
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("exit");
}
}public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
A t= newA();
t.start();
Thread.sleep(100);
t.interrupt();
}
}
線(xiàn)程t啟動(dòng)后調(diào)用 System.in.read() 從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一個(gè)字符，不要輸入任何字符，我們會(huì)看到，調(diào)用 interrupt() 不會(huì)中斷 read()，線(xiàn)程會(huì)一直運(yùn)行。
不過(guò)，有一個(gè)辦法可以中斷 read() 調(diào)用，那就是調(diào)用流的 close 方法，我們將代碼改為：
public classInterruptReadDemo {private static class A extendsThread {
@Overridepublic voidrun() {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {try{
System.out.println(System.in.read());
}catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("exit");
}public voidcancel() {try{
System.in.close();
}catch(IOException e) {
}
interrupt();
}
}public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
A t= newA();
t.start();
Thread.sleep(100);
t.cancel();
}
}
我們給線(xiàn)程定義了一個(gè) cancel 方法，在該方法中，調(diào)用了流的 close 方法，同時(shí)調(diào)用了 interrupt 方法，這次，程序會(huì)輸出：
-1exit
也就是說(shuō)，調(diào)用close方法后，read方法會(huì)返回，返回值為-1，表示流結(jié)束。
如何正確地取消/關(guān)閉線(xiàn)程
1. 以上，我們可以看出，interrupt 方法不一定會(huì)真正”中斷”線(xiàn)程，它只是一種協(xié)作機(jī)制，如果 不明白線(xiàn)程在做什么，不應(yīng)該貿(mào)然的調(diào)用線(xiàn)程的 interrupt 方法，以為這樣就能取消線(xiàn)程。
2. 對(duì)于以線(xiàn)程提供服務(wù)的程序模塊而言，它應(yīng)該封裝取消/關(guān)閉操作，提供單獨(dú)的取消/關(guān)閉方法給調(diào)用者，類(lèi)似于 InterruptReadDemo 中演示的 cancel 方法，外部調(diào)用者應(yīng)該調(diào)用這些方法而不是直接調(diào)用 interrupt。
3. Java并發(fā)庫(kù)的一些代碼就提供了單獨(dú)的取消/關(guān)閉方法，比如說(shuō)，Future接口提供了如下方法以取消任務(wù)：boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
4. 再比如，ExecutorService提供了如下兩個(gè)關(guān)閉方法：
voidshutdown();
List shutdownNow();
5. Future 和 ExecutorService 的 API 文檔對(duì)這些方法都進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，這是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)的方式。
參考文章：
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的java 线程不足_Java 线程基础知识的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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