Author 2019-10-28
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Wait/Notify1理解Java并发(1)：基本机制刨根问底理解并发并发编程Contents同步(Synchronization)与监视器(Monitor)机制 ..................................................... 1Wait/Notify ............................................................................................ 1线程的生命周期 ....................................................................................... 3Sleep / Yield ........................................................................................... 3Context switching .................................................................................... 3线程是操作系统中进行运算调度的最小单位，它是一个单一顺序的控制流，不论是对于单核还是多核的，都能比较有效的提高程序的吞吐率。在中，创建一个线程的唯一方法是创建一个Thread类的实例，并调用start()方法以启动该线程。然而当多个线程同时执行时，如何保证线程之间是按照我们期待的方式在运行呢？提供了多种机制来保证多个线程之间的交互。同步(Synchronization)与监视器(Monitor)机制显而易见最基本最常见的和多线程有关的就是同步synchronized关键字了，它底层是使用实现的。那么究竟什么是Monitor呢？根据的描述，在中，每一个对象都有一个与之关联的，允许线程可以去lock或者unlock这个。实际上：monitor是独立于语言之上的一个概念（没想到还有另外一个名字管程），保证在运行线程之前获取互斥锁在中，任何对象java.lang.Object都可以允许作为一个，所以会有wait、notify之类的方法synchronized可以作用于代码块或者方法上。如果作用在代码块上，它会尝试去这个对象的，如果不成功将会等待直到成功。而当执行完毕后，无论是否出现异常，都将会释放这个锁。如果作用在方法上，唯一的区别在于，如果是实例方法，那么将使用这个实例作为，也就是this；如果是静态方法，那么使用的是所在类的Class对象。Wait/Notify每一个都包含一个等待线程的集合。当对象创建的时候，这个队列是空的，当调用Object.wait()、Object.nofity()以及Object.nofityAll()方法的时候，会自动添加或者移除队列中的线程。或者当线程的中断状态发生改变的时候，也会引起变化。Wait调用wait方法将使当前线程休眠直到另一个线程通过notify或者notifyAll来唤醒。当前线程必须持有该对象的锁，调用wait后即释放锁。当线程被唤醒时，需 Wait/Notify2要重新取得锁并继续执行。然而，线程被唤醒有可能是因为虚假唤醒（）导致，所以通常都需要将wait检测的逻辑包括在一个中：synchronized (obj) { while (<condition does not hold>) obj.wait(); // Perform action appropriate to condition}所谓虚假唤醒就是说，本来不该唤醒的时候唤醒了。究其原因是在操作系统层面就性能和正确性做出了权衡，放弃了正确性而选择让程序自己去处理。Notify调用notify将唤醒一个正在等待持有该对象锁的线程，如果有多个对象在等待的话，将会随机唤醒其中的一个。被唤醒的线程必须等到当前线程释放锁之后，才能开始执行；也就是说notify执行完之后，并不会立即释放锁，而是需要等到同步块执行完。如果调用notifyAll的话，所有等待的线程将被唤醒，但同一时间有且仅有一个线程能取到锁并继续执行。Interruption当调用Thread.interrupt时，线程的中断状态呗设置为。如果该线程在某个对象的中，则将会被从等待队列中移除，并在取得锁之后抛出InterruptedException。实际上，如果线程正在执行的是一些底层的函数例如Thread.sleep()Thread.join()或者Object.wait()的时候，那么线程将抛出InterruptedException，并且interrupted状态会被清除；否则只会将interrupted状态设置为true。如果一个处于等待队列中的线程同时收到中断和通知，那么可能的行为是：先收到通知，正常唤醒。这时候，Thread.interrupted将为true，抛出InterruptedException并退出同样，如果有多个线程处于对象的等待队列中，然后另一个线程执行m.notify，那么可能：至少有一个线程正常退出所有处于等待队列中的线程抛出InterruptedException而退出需要注意的是，当一个线程中断了另一个线程的时候，被中断的线程并不是需要立即停止执行，程序可以选择在停止之前做一些清理工作之类的。通常如果捕获了InterruptedException只需要重新抛出即可，有些时候不能重新抛出的时候，需要将当前线程标记为interrupted使得上层堆栈的程序可以选择处理， Context switching3try { while (true) { Task task = queue.take(10, TimeUnit.SECONDS); task.execute(); }}catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt();}线程的生命周期每一个线程有一个生命周期，包含多个状态：线程创建还未开始执行，线程创建完之后即为此状态在中正在执行的状态。当线程之后，即变为状态线程等待获取锁而被阻塞线程等待其他线程有超时的等待线程已被退出Sleep / Yield当调用线程的sleep方法将导致线程暂时停止执行，值得注意的是并不会释放锁。而当线程的yield方法被调用时，意味着通知当前线程可以暂缓执行的，实际很少使用。Context switching在多线程中，会为每个线程分配时间片区执行，即执行当前线程的一部分操作之后，操作系统需要从当前线程切换到其他线程中去。通常在下列的情况下会出现多任务处理（即多个线程正常执行）中断，那么在这个切换的过程中，会发生一些什么事情呢？参考：管程 Context switching4

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