java生命周期、线程通讯
一、生命周期
有关线程生命周期就要看下面这张图，围绕这张图讲解它的方法的含义，和不同方法间的区别。
1、yield()方法
yield()让当前正在运行的线程回到就绪，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会。但是，实际中无法保证yield()达到让步的目的，因为，让步的线程可能被线程调度程序再次选中。
同时yield()不会放弃锁资源，所以有可能会出现死锁。
2、wait和sleep方法的区别
1）第一个很重要的区别就是，wait方法必须正在同步环境下使用，比如synchronized方法或者同步代码块。如果你不在同步条件下使用，会抛出IllegalMonitorStateException异常。另外，sleep方法不需要再同步条件下调用，你可以任意正常的使用。
2）第二个区别是，wait方法用于和定义于Object类的，而sleep方法操作于当前线程，定义在java.lang.Thread类里面。
3）第三个区别是，调用wait()的时候方法会释放当前持有的锁，而sleep方法不会释放任何锁。
3、wait和sleep方法使用场景
（1）wait方法定义在Object类里面，所有对象都能用到，一般wait()和notify()方法或notifyAll使用于线程间的通信。
（2）sleep()方法用于暂停当前线程的执行。
4、join方法（）
thread.Join把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。
比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B。
这里有个待思考的案例？应该是自己对join没有理解透，留在以后再来回顾。
1/* 2 * 有关join第一个疑惑就是我在t2.join()后，发现它是无效的，同样还是交叉输出。 3 */ 4class ThreadTesterA implements Runnable { 5 6 private int counter; 7 8 public void run() { 9 while (counter <= 10) { 10 System.out.print("Counter = " + counter + " "); 11 counter++; 12 } 13 System.out.println(); 14 } 15} 16class ThreadTesterB implements Runnable { 17 private int i; 18 public void run() { 19 while (i <= 10) { 20 System.out.print("i = " + i + " "); 21 i++; 22 } 23 System.out.println(); 24 } 25} 26 27public class ThreadTester { 28 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 29 Thread t1 = new Thread(new ThreadTesterA()); 30 Thread t2 = new Thread(new ThreadTesterB()); 31 t1.start(); 32 t2.start(); 33 t2.join(); //无效 34} 35}
5、stop方法
线程启动完毕后,在运行可能需要终止,Java提供的终止方法只有一个stop,但是不建议使用此方法,因为它有以下三个问题:
1)stop方法是过时的。
从Java编码规则来说,已经过时的方式不建议采用.
2)stop方法会导致代码逻辑不完整
stop方法是一种"恶意" 的中断,一旦执行stop方法,即终止当前正在运行的线程,不管线程逻辑是否完整,这是非常危险的.
3)stop方法会破坏原子逻辑
多线程为了解决共享资源抢占的问题,使用了锁的概念,避免资源不同步,但是正是因为此原因,stop方法却会带来更大的麻烦,它会丢弃所有的锁,导致原子逻辑受损
二、线程通讯小案例
1、如何让两个线程依次执行？
题目：假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，两个线程分别依次打印 1-3 三个数字即可。我们希望 B 在 A 全部打印完后再开始打印。
关键方法：join()。
1//题目：假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，我们希望 B 在 A 全部打印完后再开始打印。 2public class TestJoin { 3 public static void main(String[] args) { 4 demo2(); 5 } 6 7 private static void demo2() { 8 Thread A = new Thread(new Runnable() { 9 @Override 10 public void run() { 11 printNumber("A"); 12 } 13 }); 14 Thread B = new Thread(new Runnable() { 15 @Override 16 public void run() { 17 System.out.println("B 开始等待 A"); 18 try { 19 A.join(); 20 } catch (InterruptedException e) { 21 e.printStackTrace(); 22 } 23 printNumber("B"); 24 } 25 }); 26 B.start(); 27 A.start(); 28 } 29 30 private static void printNumber(String threadName) { 31 int i=0; 32 while (i++ < 3) { 33 System.out.println(threadName + "print:" + i); 34 } 35 } 36} 37/*运行结果 38 * B 开始等待 A 39 * Aprint:1 40 * Aprint:2 41 * Aprint:3 42 * Bprint:1 43 * Bprint:2 44 * Bprint:3 45 */
2、如何让两个线程按照指定方式有序交叉运行呢？
题目：假设有两个线程，一个是线程 A，另一个是线程 B，两个线程分别依次打印 1-3 三个数字即可。我们希望 A和B交替打印
关键方法：wait()和notify()或者notifyAll()
1public class Main { 2 int i = 1; //i和istrue作为多线程的共享数据 3 boolean istrue = false; 4 5 public static void main(String[] args) { 6 Main main = new Main(); 7 ThreadA a = new ThreadA(main); 8 ThreadB b = new ThreadB(main); 9 Thread threada = new Thread(a); 10 Thread threadb = new Thread(b); 11 threada.start(); 12 threadb.start(); 13 14 }} 15 16class ThreadA implements Runnable { 17 Main main; 18 19 public ThreadA(Main main) { 20 this.main = main; 21 } 22 23 public void run() { 24 while (main.i <= 10) { 25 synchronized (main) { // 必须要用一把锁对象，这个对象是main 26 if (!main.istrue) { 27 try { 28 main.wait(); // 操作wait()函数的必须和锁是同一个 29 } catch (InterruptedException e) { 30 e.printStackTrace(); 31 } 32 } else { 33 System.out.println("奇数：" + main.i); 34 main.i++; 35 main.istrue = false; 36 main.notifyAll(); 37 } 38 }}}} 39 40class ThreadB implements Runnable { 41 Main main; 42 43 public ThreadB(Main main) { 44 this.main = main; 45 } 46 47 public void run() { 48 while (main.i <= 10) { 49 synchronized (main) { // 必须要用一把锁对象，这个对象是main 50 if (main.istrue) { 51 try { 52 main.wait(); // 操作wait()函数的必须和锁是同一个 53 } catch (InterruptedException e) { 54 e.printStackTrace(); 55 } 56 } else { 57 System.out.println("偶数：" + main.i); 58 main.i++; 59 main.istrue = true; 60 main.notifyAll(); 61 } 62 }}}} 63 64//梳理下流程 65//首先传入一个 A 和 B 共享的对象锁main; 66//当 A 得到锁后，直接交出锁的控制权，进入 wait 状态； 67//对 B 而言，由于 A 最开始得到了锁，导致 B 无法执行；直到 A 调用wait() 释放控制权后， B 才得到了锁，同时输出：偶数：1，同时notifyAll让A又到就绪状态 68//接下来A和B都有可能获得cpu时间碎片，当 A 得到锁后，那么打印奇数：2，如果B又获得cpu时间片，那么它会进入wait状态。 69//就这样来去循环，最终就是交叉打印运行。
运行结果
3、四个线程 A B C D，其中 D 要等到 A B C 全执行完毕后才执行，而且 A B C 是同步运行的。
关键对象：CountdownLatch对象
最开始我们介绍了 thread.join()，可以让一个线程等另一个线程运行完毕后再继续执行，那我们可以在 D 线程里依次 join A B C，不过这也就使得 A B C 必须依次执行，而我们要的是这三者能同步运行。
或者说，我们希望达到的目的是：A B C 三个线程同时运行，各自独立运行完后通知 D；对 D 而言，只要 A B C 都运行完了，D 再开始运行。针对这种情况，我们可以利用 CountdownLatch 来实现这类通信方式。
1/*CountdownLatch基本用法是: 2 * 1)创建一个计数器，设置初始值，CountdownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3); 3 * 2)在 等待线程 里调用 countDownLatch.await() 方法，进入等待状态，直到计数值变成 0； 4 * 3)在 其他线程 里，调用 countDownLatch.countDown() 方法，该方法会将计数值减小 1； 5 * 4)当 其他线程 的 countDown() 方法把计数值变成 0 时，等待线程 里的 countDownLatch.await() 立即退出，继续执行下面的代码。 6 */ 7 8public class TestCountdownLatch { 9 10 public static void main(String[] args) { 11 runDAfterABC(); 12 } 13 14 private static void runDAfterABC() { 15 int worker = 3; 16 CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(worker); 17 new Thread(new Runnable() { 18 @Override 19 public void run() { 20 System.out.println("D开始工作前先等ABC工作完成"); 21 try { 22 23 //因为worker初始值为3，所以在不等于0之前一直处于等待状态 24 countDownLatch.await(); 25 System.out.println("ABC工作完成，D开始工作"); 26 } catch (InterruptedException e) { 27 e.printStackTrace(); 28 } 29 } 30 }).start(); 31 for (char threadName='A'; threadName <= 'C'; threadName++) { 32 final String tN = String.valueOf(threadName); 33 new Thread(new Runnable() { 34 @Override 35 public void run() { 36 System.out.println(tN + "正在工作....."); 37 try { 38 Thread.sleep(100); 39 } catch (Exception e) { 40 e.printStackTrace(); 41 } 42 System.out.println(tN + "完成工作......"); 43 44 //每调用一次worker值减一 45 countDownLatch.countDown(); 46 } 47 }).start(); 48 } 49 } 50}
运行结果：
4、三个运动员各自准备，等到三个人都准备好后，再一起跑
关键对象：CyclicBarrier
上面的 CountDownLatch 可以用来倒计数，但当计数完毕，只有一个线程的 await() 会得到响应，无法让多个线程同时触发。
为了实现线程间互相等待这种需求，我们可以利用 CyclicBarrier 数据结构。
1/* CyclicBarrier 基本用法 2 * 1)先创建一个公共 CyclicBarrier 对象，设置 同时等待 的线程数，CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3); 3 * 2)这些线程同时开始自己做准备，自身准备完毕后，需要等待别人准备完毕，这时调用 cyclicBarrier.await(); 即可开始等待别人； 4 * 3)当指定的 同时等待 的线程数都调用了 cyclicBarrier.await();时，意味着这些线程都准备完毕好，然后这些线程才 同时继续执行。 5 */ 6public class CyclicBarrierTest { 7 8 public static void main(String[] args) { 9 runABCWhenAllReady(); 10 } 11 12private static void runABCWhenAllReady() { 13 int runner = 3; 14 CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(runner); 15 16 for (char runnerName='A'; runnerName <= 'C'; runnerName++) { 17 final String rN = String.valueOf(runnerName); 18 new Thread(new Runnable() { 19 @Override 20 public void run() { 21 try { 22 System.out.println(rN + " 已经准备好，等待其它线程准备"); 23 cyclicBarrier.await(); // 当前运动员准备完毕，等待别人准备好 24 } catch (InterruptedException e) { 25 e.printStackTrace(); 26 } catch (BrokenBarrierException e) { 27 e.printStackTrace(); 28 } 29 System.out.println(rN + "开始跑"); // 所有运动员都准备好了，一起开始跑 30 } 31 }).start(); 32 } 33} 34}
运行结果：
5、子线程完成某件任务后，把得到的结果回传给主线程
关键接口：Callable
1public class CallableTest { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 doTaskWithResultInWorker(); 5 } 6 7private static void doTaskWithResultInWorker() { 8 //看出 Callable 最大区别就是返回范型 V 结果 9 Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() { 10 11 //这里需要重写call方法，而不是run方法 12 @Override 13 public Integer call() throws Exception { 14 System.out.println("Task starts"); 15 Thread.sleep(1000); 16 int result = 0; 17 for (int i=0; i<=100; i++) { 18 result += i; 19 } 20 return result; 21 } 22 }; 23 //Callable需要把对象放入FutureTask对象中，在把FutureTask对象放入Thread中，就可以启动一个线程 24 FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable); 25 new Thread(futureTask).start(); 26 try { 27 System.out.println("Result: " + futureTask.get()); 28 } catch (Exception e) { 29 e.printStackTrace(); 30 } } 31} 32/*输出结果： 33 * Task starts 34 * Result: 5050 35 */
这里我们可以学到，通过 FutureTask 和 Callable 可以直接在主线程获得子线程的运算结果，只不过需要阻塞主线程。当然，如果不希望阻塞主线程，可以考虑利用 ExecutorService，把 FutureTask 放到线程池去管理执行。
想太多，做太少，中间的落差就是烦恼。想没有烦恼，要么别想，要么多做。少校【8】