java中yield(),sleep()以及wait()的區別(修正版)(轉帖)
往往混淆了這三個函式的使用。
從作業系統的角度講,os會維護一個ready queue(就緒的執行緒佇列)。並且在某一時刻cpu只為ready queue中位於佇列頭部的執行緒服務。 但是當前正在被服務的執行緒可能覺得cpu的服務質量不夠好,於是提前退出,這就是yield。 或者當前正在被服務的執行緒需要睡一會,醒來後繼續被服務,這就是sleep。
sleep方法不推薦使用,可用wait。 執行緒退出最好自己實現,在執行狀態中一直檢驗一個狀態,如果這個狀態為真,就一直執行,如果外界更改了這個狀態變數,那麼執行緒就停止執行。
sleep()使當前執行緒進入停滯狀態,所以執行sleep()的執行緒在指定的時間內肯定不會執行;yield()只是使當前執行緒重新回到可執行狀態,所以執行yield()的執行緒有可能在進入到可執行狀態後馬上又被執行。 sleep()可使優先順序低的執行緒得到執行的機會,當然也可以讓同優先順序和高優先順序的執行緒有執行的機會;yield()只能使同優先順序的執行緒有執行的機會。
當呼叫wait()後,執行緒會釋放掉它所佔有的“鎖標誌”,從而使執行緒所在物件中的其它synchronized資料可被別的執行緒使用。
waite()和notify()因為會對物件的“鎖標誌”進行操作,所以它們必須在synchronized函式或synchronized block中進行呼叫。如果在non-synchronized函式或non-synchronized block中進行呼叫,雖然能編譯通過,但在執行時會發生IllegalMonitorStateException的異常。
徹底明白多執行緒通訊機制:
執行緒間的通訊 1. 執行緒的幾種狀態 執行緒有四種狀態,任何一個執行緒肯定處於這四種狀態中的一種:
1) 產生(New):執行緒物件已經產生,但尚未被啟動,所以無法執行。如通過new產生了一個執行緒物件後沒對它呼叫start()函式之前。
2) 可執行(Runnable):每個支援多執行緒的系統都有一個排程器,排程器會從執行緒池中選擇一個執行緒並啟動它。當一個執行緒處於可執行狀態時,表示它可能正處於執行緒池中等待排排程器啟動它;也可能它已正在執行。如執行了一個執行緒物件的start()方法後,執行緒就處於可執行狀態,但顯而易見的是此時執行緒不一定正在執行中。
3) 死亡(Dead):當一個執行緒正常結束,它便處於死亡狀態。如一個執行緒的run()函式執行完畢後執行緒就進入死亡狀態。 4) 停滯(Blocked):當一個執行緒處於停滯狀態時,系統排程器就會忽略它,不對它進行排程。當處於停滯狀態的執行緒重新回到可執行狀態時,它有可能重新執行。如通過對一個執行緒呼叫wait()函式後,執行緒就進入停滯狀態,只有當再次對該執行緒呼叫notify或notifyAll後它才能再次回到可執行狀態。
2. class Thread下的常用函式函式 2.1 suspend()、resume() 1) 通過suspend()函式,可使執行緒進入停滯狀態。通過suspend()使執行緒進入停滯狀態後,除非收到resume()訊息,否則該執行緒不會變回可執行狀態。 2) 當呼叫suspend()函式後,執行緒不會釋放它的“鎖標誌”。 例11:
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
- t1.start();// (5)
- // t1.start(); //(3)
- t2.start();// (4)
- }
- }
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicstaticint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- }
- publicsynchronizedvoid run() {
- if (shareVar == 0) {
- for (int i = 0; i < 5; i++) {
- shareVar++;
- if (shareVar == 5) {
- this.suspend();// (1)
- }
- }
- } else {
- System.out.print(Thread.currentThread().getName());
- System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
- this.resume();// (2)
- }
- }
- }
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();// (5)
// t1.start(); //(3)
t2.start();// (4)
}
}
class TestThreadMethod extends Thread {
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
}
public synchronized void run() {
if (shareVar == 0) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
shareVar++;
if (shareVar == 5) {
this.suspend();// (1)
}
}
} else {
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
this.resume();// (2)
}
}
}
執行結果為:
t2 shareVar = 5 i. 當代碼(5)的t1所產生的執行緒執行到程式碼(1)處時,該執行緒進入停滯狀態。然後排程器從執行緒池中喚起程式碼(4)的t2所產生的執行緒,此時shareVar值不為0,所以執行else中的語句。 ii. 也許你會問,那執行程式碼(2)後為什麼不會使t1進入可執行狀態呢?正如前面所說,t1和t2是兩個不同物件的執行緒,而程式碼(1)和(2)都只對當前物件進行操作,所以t1所產生的執行緒執行程式碼(1)的結果是物件t1的當前執行緒進入停滯狀態;而t2所產生的執行緒執行程式碼(2)的結果是把物件t2中的所有處於停滯狀態的執行緒調回到可執行狀態。 iii. 那現在把程式碼(4)註釋掉,並去掉程式碼(3)的註釋,是不是就能使t1重新回到可執行狀態呢?執行結果是什麼也不輸出。為什麼會這樣呢?也許你會認為,當代碼(5)所產生的執行緒執行到程式碼(1)時,它進入停滯狀態;而程式碼(3)所產生的執行緒和程式碼(5)所產生的執行緒是屬於同一個物件的,那麼就當程式碼(3)所產生的執行緒執行到程式碼(2)時,就可使程式碼(5)所產生的執行緒執行回到可執行狀態。但是要清楚,suspend()函式只是讓當前執行緒進入停滯狀態,但並不釋放當前執行緒所獲得的“鎖標誌”。所以當代碼(5)所產生的執行緒進入停滯狀態時,程式碼(3)所產生的執行緒仍不能啟動,因為當前物件的“鎖標誌”仍被程式碼(5)所產生的執行緒佔有。
2.2 sleep() 1) sleep ()函式有一個引數,通過引數可使執行緒在指定的時間內進入停滯狀態,當指定的時間過後,執行緒則自動進入可執行狀態。 2) 當呼叫sleep ()函式後,執行緒不會釋放它的“鎖標誌”。 例12:
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicstaticint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- }
- publicsynchronizedvoid run() {
- for (int i = 0; i < 3; i++) {
- System.out.print(Thread.currentThread().getName());
- System.out.println(" : " + i);
- try {
- Thread.sleep(100);// (4)
- } catch (InterruptedException e) {
- System.out.println("Interrupted");
- }
- }
- }
- }
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
- t1.start(); // (1)
- t1.start(); // (2)
- // new Thread(t1).start();// (4)
- // new Thread(t1).start();// (5)
- // new Thread(t2).start(); (3)t2.start();
- }
- }
class TestThreadMethod extends Thread {
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
}
public synchronized void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
try {
Thread.sleep(100);// (4)
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start(); // (1)
t1.start(); // (2)
// new Thread(t1).start();// (4)
// new Thread(t1).start();// (5)
// new Thread(t2).start(); (3)t2.start();
}
}
執行結果為:
引用: Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException t1 : 0 at java.lang.Thread.start(Unknown Source) at MyTest.main(MyTest.java:26) t1 : 1 t1 : 2
可見,對於同一個物件直接啟動2次會出現異常 我們將(1)和(2)註釋掉,改成 (4)和(5)的程式碼,則執行結果為:
引用: Thread-0 : 0 Thread-0 : 1 Thread-0 : 2 Thread-1 : 0 Thread-1 : 1 Thread-1 : 2
由結果可證明,雖然在run()中執行了sleep(),但是它不會釋放物件的“鎖標誌”,所以除非程式碼(1)的執行緒執行完run()函式並釋放物件的“鎖標誌”,否則程式碼(2)的執行緒永遠不會執行。
如果把程式碼(2)註釋掉,並去掉程式碼(3)的註釋,結果將變為:
引用: Thread-0 : 0 Thread-1 : 0 Thread-0 : 1 Thread-1 : 1 Thread-1 : 2 Thread-0 : 2
由於t1和t2是兩個物件的執行緒,所以當執行緒t1通過sleep()進入停滯時,排程器會從執行緒池中呼叫其它的可執行執行緒,從而t2執行緒被啟動。
例13:
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicstaticint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- }
- publicsynchronizedvoid run() {
- for (int i = 0; i < 5; i++) {
- System.out.print(Thread.currentThread().getName());
- System.out.println(" : " + i);
- try {
- if (Thread.currentThread().getName().equals("t1"))
- Thread.sleep(200);
- else
- Thread.sleep(100);
- } catch (InterruptedException e) {
- System.out.println("Interrupted");
- }
- }
- }
- }
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
- t1.start();
- // t1.start();
- t2.start();
- }
- }
class TestThreadMethod extends Thread {
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
}
public synchronized void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
try {
if (Thread.currentThread().getName().equals("t1"))
Thread.sleep(200);
else
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();
// t1.start();
t2.start();
}
}
執行結果為:
引用: t1 : 0 t2 : 0 t2 : 1 t1 : 1 t2 : 2 t2 : 3 t1 : 2 t2 : 4 t1 : 3 t1 : 4
由於執行緒t1呼叫了sleep(200),而執行緒t2呼叫了sleep(100),所以執行緒t2處於停滯狀態的時間是執行緒t1的一半,從從結果反映出來的就是執行緒t2列印兩倍次執行緒t1才打印一次。
2.3 yield() 1) 通過yield ()函式,可使執行緒進入可執行狀態,排程器從可執行狀態的執行緒中重新進行排程。所以呼叫了yield()的函式也有可能馬上被執行。 2) 當呼叫yield ()函式後,執行緒不會釋放它的“鎖標誌”。 例14:
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicstaticint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- }
- publicsynchronizedvoid run() {
- for (int i = 0; i < 4; i++) {
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
- Thread.yield();
- }
- }
- }
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
- new Thread(t1).start();
- new Thread(t1).start();// (1)
- // new Thread(t2).start(); //(2)
- }
- }
class TestThreadMethod extends Thread {
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
}
public synchronized void run() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
Thread.yield();
}
}
}
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
new Thread(t1).start();
new Thread(t1).start();// (1)
// new Thread(t2).start(); //(2)
}
}
執行結果為:
引用: Thread-0 : 0 Thread-0 : 1 Thread-0 : 2 Thread-0 : 3 Thread-1 : 0 Thread-1 : 1 Thread-1 : 2 Thread-1 : 3
從結果可知呼叫yield()時並不會釋放物件的“鎖標誌”。 如果把程式碼(1)註釋掉,並去掉程式碼(2)的註釋,結果為:
引用: Thread-0 : 0 Thread-1 : 0 Thread-0 : 1 Thread-1 : 1 Thread-0 : 2 Thread-1 : 2 Thread-0 : 3 Thread-1 : 3
從結果可知,雖然t1執行緒呼叫了yield(),但它馬上又被執行了。 2.4 sleep()和yield()的區別 1) sleep()使當前執行緒進入停滯狀態,所以執行sleep()的執行緒在指定的時間內肯定不會執行;yield()只是使當前執行緒重新回到可執行狀態,所以執行yield()的執行緒有可能在進入到可執行狀態後馬上又被執行。 2) sleep()可使優先順序低的執行緒得到執行的機會,當然也可以讓同優先順序和高優先順序的執行緒有執行的機會;yield()只能使同優先順序的執行緒有執行的機會。 例15:
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicstaticint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- }
- publicvoid run() {
- for (int i = 0; i < 4; i++) {
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
- // Thread.yield(); (1)
- /* (2) */
- try {
- Thread.sleep(300);
- } catch (InterruptedException e) {
- System.out.println("Interrupted");
- }
- }
- }
- }
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
- t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
- t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
- t1.start();
- t2.start();
- }
- }
class TestThreadMethod extends Thread {
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
// Thread.yield(); (1)
/* (2) */
try {
Thread.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
執行結果為:
引用: t1 : 0 t2 : 0 t1 : 1 t2 : 1 t1 : 2 t2 : 2 t1 : 3 t2 : 3
由結果可見,通過sleep()可使優先順序較低的執行緒有執行的機會。註釋掉程式碼(2),並去掉程式碼(1)的註釋,結果為:
引用: t1 : 0 t1 : 1 t2 : 0 t1 : 2 t1 : 3 t2 : 1 t2 : 2 t2 : 3
可見,呼叫yield(),不同優先順序的執行緒永遠不會得到執行機會。 2.5 join() 使呼叫join()的執行緒執行完畢後才能執行其它執行緒,在一定意義上,它可以實現同步的功能。 例16:
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicstaticint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- }
- publicvoid run() {
- for (int i = 0; i < 4; i++) {
- System.out.println(" " + i);
- try {
- Thread.sleep(300);
- } catch (InterruptedException e) {
- System.out.println("Interrupted");
- }
- }
- }
- }
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
- t1.start();
- try {
- t1.join();
- } catch (InterruptedException e) {}
- t2.start();
- }
- }
class TestThreadMethod extends Thread {
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
System.out.println(" " + i);
try {
Thread.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();
try {
t1.join();
} catch (InterruptedException e) {}
t2.start();
}
}
執行結果為:
引用: 0 1 2 3 0 1 2 3
3. class Object下常用的執行緒函式 wait()、notify()和notifyAll()這三個函式由java.lang.Object類提供,用於協調多個執行緒對共享資料的存取。
3.1 wait()、notify()和notifyAll()
1) wait()函式有兩種形式:第一種形式接受一個毫秒值,用於在指定時間長度內暫停執行緒,使執行緒進入停滯狀態。第二種形式為不帶引數,代表waite()在notify()或notifyAll()之前會持續停滯。
2) 當對一個物件執行notify()時,會從執行緒等待池中移走該任意一個執行緒,並把它放到鎖標誌等待池中;當對一個物件執行notifyAll()時,會從執行緒等待池中移走所有該物件的所有執行緒,並把它們放到鎖標誌等待池中。
3) 當呼叫wait()後,執行緒會釋放掉它所佔有的“鎖標誌”,從而使執行緒所在物件中的其它synchronized資料可被別的執行緒使用。
例17: 下面,我們將對例11中的例子進行修改
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicstaticint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- }
- publicsynchronizedvoid run() {
- if (shareVar == 0) {
- for (int i = 0; i < 10; i++) {
- shareVar++;
- if (shareVar == 5) {
- try {
- this.wait();// (4)
- } catch (InterruptedException e) {}
- }
- }
- }
- if (shareVar != 0) {
- System.out.print(Thread.currentThread().getName());
- System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
- this.notify();// (5)
- }
- }
- }
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
- new Thread(t1).start();// (1)
- // new Thread(t1).start(); // (2)
- new Thread(t2).start();// (3)
- }
- }
class TestThreadMethod extends Thread {
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
}
public synchronized void run() {
if (shareVar == 0) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
shareVar++;
if (shareVar == 5) {
try {
this.wait();// (4)
} catch (InterruptedException e) {}
}
}
}
if (shareVar != 0) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
this.notify();// (5)
}
}
}
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
new Thread(t1).start();// (1)
// new Thread(t1).start(); // (2)
new Thread(t2).start();// (3)
}
}
執行結果為:
引用: Thread-1 shareVar = 5
因為t1和t2是兩個不同物件,所以執行緒t2呼叫程式碼(5)不能喚起執行緒t1。如果去掉程式碼(2)的註釋,並註釋掉程式碼(3),結果為:
引用: Thread-1 shareVar = 5 Thread-0 shareVar = 10
這是因為,當代碼(1)的執行緒執行到程式碼(4)時,它進入停滯狀態,並釋放物件的鎖狀態。接著,程式碼(2)的執行緒執行run(),由於此時shareVar值為5,所以執行列印語句並呼叫程式碼(5)使程式碼(1)的執行緒進入可執行狀態,然後程式碼(2)的執行緒結束。當代碼(1)的執行緒重新執行後,它接著執行for()迴圈一直到shareVar=10,然後列印shareVar。
3.2 wait()、notify()和synchronized
waite()和notify()因為會對物件的“鎖標誌”進行操作,所以它們必須在synchronized函式或synchronized block中進行呼叫。如果在non-synchronized函式或non-synchronized block中進行呼叫,雖然能編譯通過,但在執行時會發生IllegalMonitorStateException的異常。
例18:
- class TestThreadMethod extends Thread {
- publicint shareVar = 0;
- public TestThreadMethod(String name) {
- super(name);
- new Notifier(this);
- }
- publicsynchronizedvoid run() {
- if (shareVar == 0) {
- for (int i = 0; i < 5; i++) {
- shareVar++;
- System.out.println("i = " + shareVar);
- try {
- System.out.println("wait......");
- this.wait();
- } catch (InterruptedException e) {}
- }
- }
- }
- }
- class Notifier extends Thread {
- private TestThreadMethod ttm;
- Notifier(TestThreadMethod t) {
- ttm = t;
- start();
- }
- publicvoid run() {
- while (true) {
- try {
- sleep(2000);
- } catch (InterruptedException e) {}
- /* 1 要同步的不是當前物件的做法 */
- synchronized (ttm) {
- System.out.println("notify......");
- ttm.notify();
- }
- }
- }
- }
- publicclass MyTest {
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
- t1.start();
- }
- }
class TestThreadMethod extends Thread {
public int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name) {
super(name);
new Notifier(this);
}
public synchronized void run() {
if (shareVar == 0) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
shareVar++;
System.out.println("i = " + shareVar);
try {
System.out.println("wait......");
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {}
}
}
}
}
class Notifier extends Thread {
private TestThreadMethod ttm;
Notifier(TestThreadMethod t) {
ttm = t;
start();
}
public void run() {
while (true) {
try {
sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {}
/* 1 要同步的不是當前物件的做法 */
synchronized (ttm) {
System.out.println("notify......");
ttm.notify();
}
}
}
}
public class MyTest {
public static void main(String[] args) {
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
t1.start();
}
}
執行結果為:
引用: i = 1 wait...... notify...... i = 2 wait...... notify...... i = 3 wait...... notify...... i = 4 wait...... notify...... i = 5 wait...... notify...... notify...... notify......
4. wait()、notify()、notifyAll()和suspend()、resume()、sleep()的討論
4.1 這兩組函式的區別
1) wait()使當前執行緒進入停滯狀態時,還會釋放當前執行緒所佔有的“鎖標誌”,從而使執行緒物件中的synchronized資源可被物件中別的執行緒使用;而suspend()和sleep()使當前執行緒進入停滯狀態時不會釋放當前執行緒所佔有的“鎖標誌”。
2) 前一組函式必須在synchronized函式或synchronized block中呼叫,否則在執行時會產生錯誤;而後一組函式可以non-synchronized函式和synchronized block中呼叫。
4.2 這兩組函式的取捨 Java2已不建議使用後一組函式。因為在呼叫wait()時不會釋放當前執行緒所取得的“鎖標誌”,這樣很容易造成“死鎖”。