Java 執行緒狀態和等待喚醒機制和執行緒池的實現
1.概念
執行緒一共有6中狀態，相互之間可以互相轉換。
等待喚醒案例（執行緒之間的通訊）
實現:
等待喚醒案例:執行緒之間的通訊
建立一個顧客執行緒(消費者):告知老闆要的包子的種類和數量,呼叫wait方法,放棄cpu的執行,進入到WAITING狀態(無限等待)
建立一個老闆執行緒(生產者):花了5秒做包子,做好包子之後,呼叫notify方法,喚醒顧客吃包子
注意:
顧客和老闆執行緒必須使用同步程式碼塊包裹起來,保證等待和喚醒只能有一個在執行
同步使用的鎖物件必須保證唯一
只有鎖物件才能呼叫wait和notify方法
Obejct類中的方法
void wait()
在其他執行緒呼叫此物件的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前，導致當前執行緒等待。
喚醒在此物件監視器上等待的單個執行緒。
會繼續執行wait方法之後的程式碼
進入到TimeWaiting(計時等待)有兩種方式
1.使用sleep(long m)方法,在毫秒值結束之後,執行緒睡醒進入到Runnable/Blocked狀態
2.使用wait(long m)方法,wait方法如果在毫秒值結束之後,還沒有被notify喚醒,就會自動醒來,執行緒睡醒進入到Runnable/Blocked狀態
喚醒的方法:
void notify() 喚醒在此物件監視器上等待的單個執行緒。
void notifyAll() 喚醒在此物件監視器上等待的所有執行緒。
public static void main(String[] args) {
//建立鎖物件,保證唯一
final Object obj = new Object();
// 建立一個顧客執行緒(消費者)
new Thread(){
@Override
public void run() {
//一直等著買包子
while(true){
//保證等待和喚醒的執行緒只能有一個執行,需要使用同步技術
synchronized (obj){
System.out.println("顧客1告知老闆要的包子的種類和數量");
//呼叫wait方法,進入到WAITING狀態(無限等待)
try {
obj.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//喚醒之後執行的程式碼
System.out.println("包子已經做好了,顧客1開吃!");
System.out.println("---------------------------------------");
}
}
}
}.start();
// 建立一個顧客執行緒(消費者)
new Thread(){
@Override
public void run() {
//一直等著買包子
while(true){
//保證等待和喚醒的執行緒只能有一個執行,需要使用同步技術
synchronized (obj){
System.out.println("顧客2告知老闆要的包子的種類和數量");
//呼叫wait方法,顧客2開吃!");
System.out.println("---------------------------------------");
}
}
}
}.start();
//建立一個老闆執行緒(生產者)
new Thread(){
@Override
public void run() {
//一直做包子
while (true){
//花了5秒做包子
try {
Thread.sleep(5000);//花5秒鐘做包子
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//保證等待和喚醒的執行緒只能有一個執行,需要使用同步技術
synchronized (obj){
System.out.println("老闆5秒鐘之後做好包子,告知顧客,可以吃包子了");
//做好包子之後,喚醒顧客吃包子
//obj.notify();//如果有多個等待執行緒,隨機喚醒一個
obj.notifyAll();//喚醒所有等待的執行緒
}
}
}
}.start();
}
2.等待喚醒機制
就是在一個執行緒進行了規定操作後，就進入等待狀態（wait()）， 等待其他執行緒執行完他們的指定程式碼過後 再將其喚醒notify();在有多個執行緒進行等待時， 如果需要，可以使用 notifyAll()來喚醒所有的等待執行緒。wait/notify 就是執行緒間的一種協作機制。
等待喚醒中的方法 ：
- wait：執行緒不再活動，不再參與排程，進入 wait set 中，因此不會浪費 CPU 資源，也不會去競爭鎖了，這時的執行緒狀態即是 WAITING。它還要等著別的執行緒執行一個特別的動作，也即是“通知（notify）”在這個物件上等待的執行緒從wait set 中釋放出來，重新進入到排程佇列（ready queue）中
- notify：則選取所通知物件的 wait set 中的一個執行緒釋放；例如，餐館有空位置後，等候就餐最久的顧客最先入座。
- notifyAll：則釋放所通知物件的 wait set 上的全部執行緒。
3.執行緒池
執行緒池其實就是一個容納多個執行緒的容器，其中的執行緒可以反覆使用，省去了頻繁建立執行緒物件的操作，無需反覆建立執行緒而消耗過多資源。
Java裡面執行緒池的頂級介面是java.util.concurrent.Executor，但是嚴格意義上講Executor並不是一個執行緒池，而只是一個執行執行緒的工具。真正的執行緒池介面是java.util.concurrent.ExecutorService。 要配置一個執行緒池是比較複雜的，尤其是對於執行緒池的原理不是很清楚的情況下，很有可能配置的執行緒池不是較優的，因此在java.util.concurrent.Executors執行緒工廠類裡面提供了一些靜態工廠，生成一些常用的執行緒池。官方建議使用Executors工程類來建立執行緒池物件。
使用：
執行緒池:JDK1.5之後提供的
java.util.concurrent.Executors:執行緒池的工廠類,用來生成執行緒池
Executors類中的靜態方法:
static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 建立一個可重用固定執行緒數的執行緒池
引數:
int nThreads:建立執行緒池中包含的執行緒數量
返回值:
ExecutorService介面,返回的是ExecutorService介面的實現類物件,我們可以使用ExecutorService介面接收(面向介面程式設計)
java.util.concurrent.ExecutorService:執行緒池介面
用來從執行緒池中獲取執行緒,呼叫start方法,執行執行緒任務
submit(Runnable task) 提交一個 Runnable 任務用於執行
關閉/銷燬執行緒池的方法
void shutdown()
執行緒池的使用步驟:
1.使用執行緒池的工廠類Executors裡邊提供的靜態方法newFixedThreadPool生產一個指定執行緒數量的執行緒池
2.建立一個類,實現Runnable介面,重寫run方法,設定執行緒任務
3.呼叫ExecutorService中的方法submit,傳遞執行緒任務(實現類),開啟執行緒,執行run方法
4.呼叫ExecutorService中的方法shutdown銷燬執行緒池(不建議執行)
例子:
public class RunnableImpl implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"建立了一個新的執行緒執行");
}
}
public static void main(String[] args) {
//1.使用執行緒池的工廠類Executors裡邊提供的靜態方法newFixedThreadPool生產一個指定執行緒數量的執行緒池
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
//3.呼叫ExecutorService中的方法submit,執行run方法
es.submit(new RunnableImpl());//pool-1-thread-1建立了一個新的執行緒執行
//執行緒池會一直開啟,使用完了執行緒,會自動把執行緒歸還給執行緒池,執行緒可以繼續使用
es.submit(new RunnableImpl());//pool-1-thread-1建立了一個新的執行緒執行
es.submit(new RunnableImpl());//pool-1-thread-2建立了一個新的執行緒執行
//4.呼叫ExecutorService中的方法shutdown銷燬執行緒池(不建議執行)
es.shutdown();
es.submit(new RunnableImpl());//拋異常,執行緒池都沒有了,就不能獲取執行緒了
}
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