Java并发系列（十）之线程协作

概要

• 当多个线程可以一起工作去解决某个问题时，如果某些部分必须在其它部分之前完成，那么就需要对线程进行协调。

join()

• 在线程中调用另一个线程的 join() 方法，会将当前线程挂起，而不是忙等待，直到目标线程结束。
• 对于以下代码，虽然 b 线程先启动，但是因为在 b 线程中调用了 a 线程的 join() 方法，因此 b 线程会等待 a 线程结束才继续执行，因此最后能够保证 a 线程的输出先与 b 线程的输出。

public class JoinExample {

    private class A extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("A");
        }
    }

    private class B extends Thread {

        private A a;

        B(A a) {
            this.a = a;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                a.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("B");
        }
    }

    public void test() {
        A a = new A();
        B b = new B(a);
        b.start();
        a.start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        JoinExample example = new JoinExample();
        example.test();
    }
}

• 输出

A
B

wait() notify() notifyAll()

• 调用 wait() 使得线程等待某个条件满足，线程在等待时会被挂起，当其他线程的运行使得这个条件满足时，其它线程会调用 notify()或者 notifyAll() 来唤醒挂起的线程。
• 它们都属于 Object 的一部分，而不属于 Thread。
• 只能用在同步方法或者同步控制块中使用，否则会在运行时抛出 IllegalMonitorStateExeception。
• 使用 wait() 挂起期间，线程会释放锁。这是因为，如果没有释放锁，那么其它线程就无法进入对象的同步方法或者同步控制块中，那么就无法执行notify() 或者 notifyAll() 来唤醒挂起的线程，造成死锁。

public class WaitNotifyExample {
    public synchronized void before() {
        System.out.println("before");
        notifyAll();
    }

    public synchronized void after() {
        try {
            wait();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("after");
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        WaitNotifyExample example = new WaitNotifyExample();
        executorService.execute(() -> example.after());
        executorService.execute(() -> example.before());
    }
}

输出

before
after

wait() 和 sleep() 的区别

• 1.wait() 是 Object 的方法，而 sleep() 是 Thread 的静态方法；
• 2.wait() 会释放锁，sleep() 不会。

await() signal() signalAll()

• java.util.concurrent 类库中提供了 Condition 类来实现线程之间的协调，可以在 Condition 上调用await() 方法使线程等待，其它线程调用 signal() 或 signalAll() 方法唤醒等待的线程。相比于 wait()这种等待方式，await() 可以指定等待的条件，因此更加灵活。
• 使用 Lock 来获取一个 Condition 对象。

public class AwaitSignalExample {
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();

    public void before() {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println("before");
            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void after() {
        lock.lock();
        try {
            condition.await();
            System.out.println("after");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

  public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        AwaitSignalExample example = new AwaitSignalExample();
        executorService.execute(() -> example.after());
        executorService.execute(() -> example.before());
    }
}

输出

before
after