java多线程知识讲解01

x33g5p2x  于2021-11-23 转载在 Java  
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java六种线程状态:

1:首先是新建(NEW),此时还没有调用start方法

2:然后是运行(RUNNABLE)

2.1:就绪:ready:运行线程的启动start方法执行后,线程就会位于线程池中,等待着被调度

2.2:运行中,已经就绪的线程获得cpu的时间片,变为运行中。

3:阻塞(BLOCKED),线程等待获得锁

4:等待(WAITING):接收到了通知后或者是系统中断后进入等待;

5:超时(TIMED_WAITING):等待指定时间后自行返回

6:终止(TERMINATED):线程已经执行完毕

线程中的核心方法:

关于自己阅读文档后关于wait与notify/notifyAll 的理解

首先wait() 与 notify/notifyAll() 是Object类的方法,在执行两个方法时,要先获得锁。那么怎么获得锁呢?

我们先跳过这个问题说一下synchronized(对象锁)关键字获得锁的过程:

所谓对象锁,就是synchronized 给某个对象 加锁

1:synchronized可以修饰实例方法,如下形式:

我们这里使用synchronized 关键字锁住的是当前对象。这也是称为对象锁的原因。那我们为什么要锁住当前对象呢?因为 methodA()是个实例方法,要想执行methodA(),需要以 对象.方法() 的形式进行调用obj.methodA(),obj是MyObject类的一个对象,synchronized就是把obj这个对象加锁了。

上面的代码也可以这样写:

public class MyObject {

    public void methodA() {
        synchronized(this){
            //do something....
        }
    }

使用synchronized关键字同步一个明显的特点是:MyObject类中定义有多个synchronized修饰的实例方法时,若多个线程拥有同一个MyObject类的对象,则这些方法只能以同步的方式执行。即,执行完一个synchronized修饰的方法后,才能执行另一个synchronized修饰的方法。如下:

public class MyObject {

    synchronized public void methodA() {
        //do something....
    }

    synchronized public void methodB() {
        //do some other thing
    }
}

举例:MyObject类中有两个synchronized修饰的方法。

线程A执行methodA():

public class ThreadA extends Thread {

    private MyObject object;
//省略构造方法
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        object.methodA();
    }
}

线程B执行methodB():

public class ThreadB extends Thread {

    private MyObject object;
//省略构造方法
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        object.methodB();
    }
}

主方法:

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        MyObject object = new MyObject();

        //线程A与线程B 持有的是同一个对象:object
        ThreadA a = new ThreadA(object);
        ThreadB b = new ThreadB(object);
        a.start();
        b.start();
    }
}

由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object,尽管这两个线程需要调用不同的方法,但是必须是同步的,比如:线程B需要等待线程A执行完了methodA()方法之后,它才能执行methodB()方法。

结论:

从上可以看出,本文中讲述的 synchronized 锁的范围是整个对象。如果一个类中有多个synchronized修饰的同步方法,且多个线程持有该类的同一个对象(该类的相同的对象),尽管它们调用不同的方法,各个方法的执行也是同步的。
如果各个同步的方法之间没有共享变量,或者说各个方法之间没有联系,但也只能同步执行,这会影响效率。

应用:

methodA()负责更改用户名和密码。methodB()负责读取用户名和密码。

如果methodB()没有用synchronized 修饰,线程A在调用methodA()执行到第7行,更改了用户名,因某种原因(比如在第9行睡眠了)放弃了CPU。
此时,如果线程B去执行methodB(),那么读取到的用户名是线程A更改了的用户名(“a”),但是密码却是原来的密码(“bb”)。因为,线程A睡眠了,还没有来得及更改密码。但是,如果methodB()用synchronized修饰,那么线程B只能等待线程A执行完毕之后(即改了用户名,也改了密码),才能执行methodB读取用户名和密码。因此,就避免了数据的不一致性而导致的脏读问题。

回归正题:说wait() 与 notify/notifyAll 方法区别:

1:由于 wait() 与 notify/notifyAll() 是放在同步代码块中的,因此线程在执行它们时,肯定是进入了临界区中的,即该线程肯定是获得了锁的。

  • 当线程执行wait()时,会把当前的锁释放,然后让出CPU,进入等待状态。

  • 当执行notify/notifyAll方法时,会唤醒一个处于等待该 对象锁 的线程,然后继续往下执行,直到执行完退出对象锁锁住的区域(synchronized修饰的代码块)后再释放锁。

从这里可以看出,notify/notifyAll()执行后,并不立即释放锁,而是要等到执行完临界区中代码后,再释放。所以在实际编程中,我们应该尽量在线程调用notify/notifyAll()后,立即退出临界区。即不要在notify/notifyAll()后面再写一些耗时的代码。示例如下

public class Service {

    public void testMethod(Object lock) {
        try {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("begin wait() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName());
                lock.wait();
                System.out.println(" end wait() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void synNotifyMethod(Object lock) {
        try {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("begin notify() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName() + " time="
                        + System.currentTimeMillis());
                lock.notify();
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println(" end notify() ThreadName="
                        + Thread.currentThread().getName() + " time="
                        + System.currentTimeMillis());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
  • 在第3行的testMethod()中调用 wait(),在第17行的synNotifyMethod()中调用notify()
  • 从上面的代码可以看出,wait() 与 notify/notifyAll()都是放在同步代码块中才能够执行的。如果在执行wait() 与 notify/notifyAll() 之前没有获得相应的对象锁,就会抛出:java.lang.IllegalMonitorStateException异常。
  • 在第8行,当ThreadA线程执行lock.wait();这条语句时,释放获得的对象锁lock,并放弃CPU,进入等待队列。
  • 当另一个线程执行第23行lock.notify();,会唤醒ThreadA,但是此时它并不立即释放锁,接下来它睡眠了5秒钟(sleep()是不释放锁的,事实上sleep()也可以不在同步代码块中调用),直到第28行,退出synchronized修饰的临界区时,才会把锁释放。这时,ThreadA就有机会获得另一个线程释放的锁,并从等待的地方起(第9行)起开始执行。

举例说明:

package 任务十__多线程;

/** * @author ${范涛之} * @Description * @create 2021-11-22 21:20 */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized ("锁") {
                    System.out.println("t1 start");
                    try {
   // t1 释放锁
                        "锁".wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("t1 end");
                }
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized ("锁") {
                    System.out.println("t2 start");
                    try {
  // 通知 t1 进入等待队列
                        "锁".notify();
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("t2 end");
                }
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }

}

我们从结果可以看出这里线程1和2同时启动后,2先结束了,这是因为在代码执行到 "锁".wait();的时候,此时就会释放对象锁:"锁"放弃CPU,然后开启了等待,此时的线程2执行到了 "锁".notify();的时候,就会唤醒线程1,但是此时它并不立即释放锁,它还会继续执行自己知道临界区域:也就是这个线程的结束:“}”这个符号,此时其实线程2已经执行完了输出了t2 end,然后他释放了锁,这个时候线程1就可以拿到2刚刚释放的锁,开始执行自己后续的代码

总结一下自己一开始的理解误区:锁,并不是说把一个程序给锁住不让运行了,而是说将一个程序锁住,让其他的程序不要影响了这个程序,所以说为什么一个程序在出现.wait以后进入了阻塞状态,也就是所谓的等待获得锁的这么一个状态!

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