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线程等待与唤醒
1. wait(), notify(), notifyAll()等方法介绍
在Object.java中，定义了wait(), notify()和notifyAll()等接口。
wait()的作用是让当前线程进入等待状态，同时，wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。而notify()和notifyAll()的作用，则是唤醒当前对象上的等待线程；notify()是唤醒单个线程，而notifyAll()是唤醒所有的线程。
Object类中关于等待/唤醒的API详细信息如下：
notify() — 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
notifyAll() — 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
wait() — 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout) — 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout, int nanos) — 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
2. wait()和notify()示例
// WaitTest.java的源码
class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name) {
super(name);
}
public void run() {
synchronized (this) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call notify()");
// 唤醒当前的wait线程
notify();
}
}
}
public class WaitTest {
public static void main(String[] args) {
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
synchronized(t1) {
try {
// 启动“线程t1”
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start t1");
t1.start();
// 主线程等待t1通过notify()唤醒。
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wait()");
t1.wait();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" continue");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}运行结果：
main start t1
main wait()
t1 call notify()
main continue(01) 注意，图中”主线程” 代表“主线程main”。”线程t1″ 代表WaitTest中启动的“线程t1”。 而“锁” 代表“t1这个对象的同步锁”。
(02) “主线程”通过 new ThreadA(“t1”) 新建“线程t1”。随后通过synchronized(t1)获取“t1对象的同步锁”。然后调用t1.start()启动“线程t1”。
(03) “主线程”执行t1.wait() 释放“t1对象的锁”并且进入“等待(阻塞)状态”。等待t1对象上的线程通过notify() 或 notifyAll()将其唤醒。
(04) “线程t1”运行之后，通过synchronized(this)获取“当前对象的锁”；接着调用notify()唤醒“当前对象上的等待线程”，也就是唤醒“主线程”。
(05) “线程t1”运行完毕之后，释放“当前对象的锁”。紧接着，“主线程”获取“t1对象的锁”，然后接着运行。
t1.wait()应该是让“线程t1”等待；但是，为什么却是让“主线程main”等待了呢？
wait() 引起“当前线程”等待，直到另外一个线程调用notify()或notifyAll()唤醒该线程。换句话说，这个方法和wait(0)的效果一样！(补充，对于wait(long millis)方法，当millis为0时，表示无限等待，直到被notify()或notifyAll()唤醒)。 “当前线程”在调用wait()时，必须拥有该对象的同步锁。该线程调用wait()之后，会释放该锁；然后一直等待直到“其它线程”调用对象的同步锁的notify()或notifyAll()方法。然后，该线程继续等待直到它重新获取“该对象的同步锁”，然后就可以接着运行。
jdk的解释中，说wait()的作用是让“当前线程”等待，而“当前线程”是指正在cpu上运行的线程！
这也意味着，虽然t1.wait()是通过“线程t1”调用的wait()方法，但是调用t1.wait()的地方是在“主线程main”中。而主线程必须是“当前线程”，也就是运行状态，才可以执行t1.wait()。所以，此时的“当前线程”是“主线程main”！因此，t1.wait()是让“主线程”等待，而不是“线程t1”！
3. wait(long timeout)和notify()
wait(long timeout)会让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
下面的示例就是演示wait(long timeout)在超时情况下，线程被唤醒的情况。
// WaitTimeoutTest.java的源码
class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name) {
super(name);
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run ");
// 死循环，不断运行。
while(true)
;
}
}
public class WaitTimeoutTest {
public static void main(String[] args) {
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
synchronized(t1) {
try {
// 启动“线程t1”
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start t1");
t1.start();
// 主线程等待t1通过notify()唤醒 或 notifyAll()唤醒，或超过3000ms延时；然后才被唤醒。
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " call wait ");
t1.wait(3000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}运行结果：
main start t1
main call wait
t1 run // 大约3秒之后...输出“main continue”
main continue结果说明：
如下图，说明了“主线程”和“线程t1”的流程。
(01) 注意，图中”主线程” 代表WaitTimeoutTest主线程(即，线程main)。”线程t1″ 代表WaitTest中启动的线程t1。 而“锁” 代表“t1这个对象的同步锁”。
(02) 主线程main执行t1.start()启动“线程t1”。
(03) 主线程main执行t1.wait(3000)，此时，主线程进入“阻塞状态”。需要“用于t1对象锁的线程通过notify() 或者 notifyAll()将其唤醒” 或者 “超时3000ms之后”，主线程main才进入到“就绪状态”，然后才可以运行。
(04) “线程t1”运行之后，进入了死循环，一直不断的运行。
(05) 超时3000ms之后，主线程main会进入到“就绪状态”，然后接着进入“运行状态”。
4. wait() 和 notifyAll()
通过前面的示例，我们知道 notify() 可以唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
下面，我们通过示例演示notifyAll()的用法；
它的作用是唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
public class NotifyAllTest {
private static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args) {
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
ThreadA t3 = new ThreadA("t3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" sleep(3000)");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized(obj) {
// 主线程等待唤醒。
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" notifyAll()");
obj.notifyAll();
}
}
static class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name){
super(name);
}
public void run() {
synchronized (obj) {
try {
// 打印输出结果
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wait");
// 唤醒当前的wait线程
obj.wait();
// 打印输出结果
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}运行结果：
t1 wait
main sleep(3000)
t3 wait
t2 wait
main notifyAll()
t2 continue
t3 continue
t1 continue结果说明：
参考下面的流程图。
(01) 主线程中新建并且启动了3个线程”t1″, “t2″和”t3″。
(02) 主线程通过sleep(3000)休眠3秒。在主线程休眠3秒的过程中，我们假设”t1″, “t2″和”t3″这3个线程都运行了。以”t1″为例，当它运行的时候，它会执行obj.wait()等待其它线程通过notify()或额nofityAll()来唤醒它；相同的道理，”t2″和”t3″也会等待其它线程通过nofity()或nofityAll()来唤醒它们。
(03) 主线程休眠3秒之后，接着运行。执行 obj.notifyAll() 唤醒obj上的等待线程，即唤醒”t1″, “t2″和”t3″这3个线程。 紧接着，主线程的synchronized(obj)运行完毕之后，主线程释放“obj锁”。这样，”t1”, “t2″和”t3″就可以获取“obj锁”而继续运行了！
5. 为什么notify(), wait()等函数定义在Object中，而不是Thread中
Object中的wait(), notify()等函数，和synchronized一样，会对“对象的同步锁”进行操作。
wait()会使“当前线程”等待，因为线程进入等待状态，所以线程应该释放它锁持有的“同步锁”，否则其它线程获取不到该“同步锁”而无法运行！
OK，线程调用wait()之后，会释放它锁持有的“同步锁”；而且，根据前面的介绍，我们知道：等待线程可以被notify()或notifyAll()唤醒。
思考一个问题：notify()是依据什么唤醒等待线程的？或者说，wait()等待线程和notify()之间是通过什么关联起来的？答案是：依据“对象的同步锁”。
负责唤醒等待线程的那个线程(我们称为“唤醒线程”)，它只有在获取“该对象的同步锁”(这里的同步锁必须和等待线程的同步锁是同一个)，并且调用notify()或notifyAll()方法之后，才能唤醒等待线程。虽然，等待线程被唤醒；但是，它不能立刻执行，因为唤醒线程还持有“该对象的同步锁”。必须等到唤醒线程释放了“对象的同步锁”之后，等待线程才能获取到“对象的同步锁”进而继续运行。
总之，notify(), wait()依赖于“同步锁”，而“同步锁”是对象锁持有，并且每个对象有且仅有一个！这就是为什么notify(), wait()等函数定义在Object类，而不是Thread类中的原因。
线程让步
1. yield()介绍
yield()的作用是让步。它能让当前线程由“运行状态”进入到“就绪状态”，从而让其它具有相同优先级的等待线程获取执行权；但是，并不能保证在当前线程调用yield()之后，其它具有相同优先级的线程就一定能获得执行权；也有可能是当前线程又进入到“运行状态”继续运行！
2. yield()示例
// YieldTest.java的源码
class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
for(int i=0; i <10; i++){
System.out.printf("%s [%d]:%d\n", this.getName(), this.getPriority(), i);
// i整除4时，调用yield
if (i%4 == 0)
Thread.yield();
}
}
}
public class YieldTest{
public static void main(String[] args){
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
t1.start();
t2.start();
}
}(某一次的)运行结果:
t1 [5]:0
t2 [5]:0
t1 [5]:1
t1 [5]:2
t1 [5]:3
t1 [5]:4
t1 [5]:5
t1 [5]:6
t1 [5]:7
t1 [5]:8
t1 [5]:9
t2 [5]:1
t2 [5]:2
t2 [5]:3
t2 [5]:4
t2 [5]:5
t2 [5]:6
t2 [5]:7
t2 [5]:8
t2 [5]:9结果说明：
“线程t1”在能被4整数的时候，并没有切换到“线程t2”。这表明，yield()虽然可以让线程由“运行状态”进入到“就绪状态”；但是，它不一定会让其它线程获取CPU执行权(即，其它线程进入到“运行状态”)，即使这个“其它线程”与当前调用yield()的线程具有相同的优先级。
3. yield() 与 wait()的比较
我们知道，wait()的作用是让当前线程由“运行状态”进入“等待(阻塞)状态”的同时，也会释放同步锁。而yield()的作用是让步，它也会让当前线程离开“运行状态”。它们的区别是：
(01) wait()是让线程由“运行状态”进入到“等待(阻塞)状态”，而不yield()是让线程由“运行状态”进入到“就绪状态”。
(02) wait()是会线程释放它所持有对象的同步锁，而yield()方法不会释放锁。
下面通过示例演示yield()是不会释放锁的。
// YieldLockTest.java 的源码
public class YieldLockTest{
private static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args){
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
t1.start();
t2.start();
}
static class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name){
super(name);
}
public void run(){
// 获取obj对象的同步锁
synchronized (obj) {
for(int i=0; i <10; i++){
System.out.printf("%s [%d]:%d\n", this.getName(), this.getPriority(), i);
// i整除4时，调用yield
if (i%4 == 0)
Thread.yield();
}
}
}
}
}某一次运行结果：
t1 [5]:0
t1 [5]:1
t1 [5]:2
t1 [5]:3
t1 [5]:4
t1 [5]:5
t1 [5]:6
t1 [5]:7
t1 [5]:8
t1 [5]:9
t2 [5]:0
t2 [5]:1
t2 [5]:2
t2 [5]:3
t2 [5]:4
t2 [5]:5
t2 [5]:6
t2 [5]:7
t2 [5]:8
t2 [5]:9结果说明：
主线程main中启动了两个线程t1和t2。t1和t2在run()会引用同一个对象的同步锁，即synchronized(obj)。在t1运行过程中，虽然它会调用Thread.yield()；但是，t2是不会获取cpu执行权的。因为，t1并没有释放“obj所持有的同步锁”！
线程休眠
1. sleep()介绍
sleep() 定义在Thread.java中。
sleep() 的作用是让当前线程休眠，即当前线程会从“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。sleep()会指定休眠时间，线程休眠的时间会大于/等于该休眠时间；在线程重新被唤醒时，它会由“阻塞状态”变成“就绪状态”，从而等待cpu的调度执行。
2. sleep()示例
// SleepTest.java的源码
class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name){
super(name);
}
public synchronized void run() {
try {
for(int i=0; i <10; i++){
System.out.printf("%s: %d\n", this.getName(), i);
// i能被4整除时，休眠100毫秒
if (i%4 == 0)
Thread.sleep(100);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class SleepTest{
public static void main(String[] args){
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
t1.start();
}
}运行结果：
t1: 0
t1: 1
t1: 2
t1: 3
t1: 4
t1: 5
t1: 6
t1: 7
t1: 8
t1: 9结果说明：
程序比较简单，在主线程main中启动线程t1。t1启动之后，当t1中的计算i能被4整除时，t1会通过Thread.sleep(100)休眠100毫秒。
3. sleep() 与 wait()的比较
我们知道，wait()的作用是让当前线程由“运行状态”进入“等待(阻塞)状态”的同时，也会释放同步锁。而sleep()的作用是也是让当前线程由“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。
但是，wait()会释放对象的同步锁，而sleep()则不会释放锁。
下面通过示例演示sleep()是不会释放锁的。
// SleepLockTest.java的源码
public class SleepLockTest{
private static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args){
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
t1.start();
t2.start();
}
static class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name){
super(name);
}
public void run(){
// 获取obj对象的同步锁
synchronized (obj) {
try {
for(int i=0; i <10; i++){
System.out.printf("%s: %d\n", this.getName(), i);
// i能被4整除时，休眠100毫秒
if (i%4 == 0)
Thread.sleep(100);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}运行结果：
t1: 0
t1: 1
t1: 2
t1: 3
t1: 4
t1: 5
t1: 6
t1: 7
t1: 8
t1: 9
t2: 0
t2: 1
t2: 2
t2: 3
t2: 4
t2: 5
t2: 6
t2: 7
t2: 8
t2: 9结果说明：
主线程main中启动了两个线程t1和t2。t1和t2在run()会引用同一个对象的同步锁，即synchronized(obj)。在t1运行过程中，虽然它会调用Thread.sleep(100)；但是，t2是不会获取cpu执行权的。因为，t1并没有释放“obj所持有的同步锁”！
注意，若我们注释掉synchronized (obj)后再次执行该程序，t1和t2是可以相互切换的。下面是注释调synchronized(obj) 之后的源码：
// SleepLockTest.java的源码(注释掉synchronized(obj))
public class SleepLockTest{
private static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args){
ThreadA t1 = new ThreadA("t1");
ThreadA t2 = new ThreadA("t2");
t1.start();
t2.start();
}
static class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name){
super(name);
}
public void run(){
// 获取obj对象的同步锁
// synchronized (obj) {
try {
for(int i=0; i <10; i++){
System.out.printf("%s: %d\n", this.getName(), i);
// i能被4整除时，休眠100毫秒
if (i%4 == 0)
Thread.sleep(100);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// }
}
}
}join()
1. join()介绍
join() 定义在Thread.java中。
join() 的作用：让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行。这句话可能有点晦涩，我们还是通过例子去理解：
// 主线程
public class Father extends Thread {
public void run() {
Son s = new Son();
s.start();
s.join();
...
}
}
// 子线程
public class Son extends Thread {
public void run() {
...
}
}说明：
上面的有两个类Father(主线程类)和Son(子线程类)。因为Son是在Father中创建并启动的，所以，Father是主线程类，Son是子线程类。
在Father主线程中，通过new Son()新建“子线程s”。接着通过s.start()启动“子线程s”，并且调用s.join()。在调用s.join()之后，Father主线程会一直等待，直到“子线程s”运行完毕；在“子线程s”运行完毕之后，Father主线程才能接着运行。 这也就是我们所说的“join()的作用，是让主线程会等待子线程结束之后才能继续运行”！
2. join()源码分析
public final void join() throws InterruptedException {
join(0);
}
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}说明：
从代码中，我们可以发现。当millis==0时，会进入while(isAlive())循环；即只要子线程是活的，主线程就不停的等待。
我们根据上面解释join()作用时的代码来理解join()的用法！
问题：
虽然s.join()被调用的地方是发生在“Father主线程”中，但是s.join()是通过“子线程s”去调用的join()。那么，join()方法中的isAlive()应该是判断“子线程s”是不是Alive状态；对应的wait(0)也应该是“让子线程s”等待才对。但如果是这样的话，s.join()的作用怎么可能是“让主线程等待，直到子线程s完成为止”呢，应该是让”子线程等待才对(因为调用子线程对象s的wait方法嘛)”？
答案：wait()的作用是让“当前线程”等待，而这里的“当前线程”是指当前在CPU上运行的线程。所以，虽然是调用子线程的wait()方法，但是它是通过“主线程”去调用的；所以，休眠的是主线程，而不是“子线程”！
3. join()示例
// JoinTest.java的源码
public class JoinTest{
public static void main(String[] args){
try {
ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); // 新建“线程t1”
t1.start(); // 启动“线程t1”
t1.join(); // 将“线程t1”加入到“主线程main”中，并且“主线程main()会等待它的完成”
System.out.printf("%s finish\n", Thread.currentThread().getName());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
static class ThreadA extends Thread{
public ThreadA(String name){
super(name);
}
public void run(){
System.out.printf("%s start\n", this.getName());
// 延时操作
for(int i=0; i <1000000; i++)
;
System.out.printf("%s finish\n", this.getName());
}
}
}运行结果：
t1 start
t1 finish
main finish结果说明：
运行流程如图
(01) 在“主线程main”中通过 new ThreadA(“t1”) 新建“线程t1”。 接着，通过 t1.start() 启动“线程t1”，并执行t1.join()。
(02) 执行t1.join()之后，“主线程main”会进入“阻塞状态”等待t1运行结束。“子线程t1”结束之后，会唤醒“主线程main”，“主线程”重新获取cpu执行权，继续运行。
interrupt()和线程终止方式
1. interrupt()说明
interrupt()的作用是中断本线程。 本线程中断自己是被允许的；其它线程调用本线程的interrupt()方法时，会通过checkAccess()检查权限。这有可能抛出SecurityException异常。 如果本线程是处于阻塞状态：调用线程的wait(), wait(long)或wait(long, int)会让它进入等待(阻塞)状态，或者调用线程的join(), join(long), join(long, int), sleep(long), sleep(long, int)也会让它进入阻塞状态。若线程在阻塞状态时，调用了它的interrupt()方法，那么它的“中断状态”会被清除并且会收到一个InterruptedException异常。例如，线程通过wait()进入阻塞状态，此时通过interrupt()中断该线程；调用interrupt()会立即将线程的中断标记设为“true”，但是由于线程处于阻塞状态，所以该“中断标记”会立即被清除为“false”，同时，会产生一个InterruptedException的异常。 如果线程被阻塞在一个Selector选择器中，那么通过interrupt()中断它时；线程的中断标记会被设置为true，并且它会立即从选择操作中返回。 如果不属于前面所说的情况，那么通过interrupt()中断线程时，它的中断标记会被设置为“true”。 中断一个“已终止的线程”不会产生任何操作。
2. 终止线程的方式
Thread中的stop()和suspend()方法，由于固有的不安全性，已经建议不再使用！
下面，我先分别讨论线程在“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式，然后再总结出一个通用的方式。
终止处于“阻塞状态”的线程
通常，我们通过“中断”方式终止处于“阻塞状态”的线程。
当线程由于被调用了sleep(), wait(), join()等方法而进入阻塞状态；若此时调用线程的interrupt()将线程的中断标记设为true。由于处于阻塞状态，中断标记会被清除，同时产生一个InterruptedException异常。将InterruptedException放在适当的为止就能终止线程，形式如下：
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
// 执行任务...
}
} catch (InterruptedException ie) {
// 由于产生InterruptedException异常，退出while(true)循环，线程终止！
}
}说明：在while(true)中不断的执行任务，当线程处于阻塞状态时，调用线程的interrupt()产生InterruptedException中断。中断的捕获在while(true)之外，这样就退出了while(true)循环！
注意：对InterruptedException的捕获务一般放在while(true)循环体的外面，这样，在产生异常时就退出了while(true)循环。否则，InterruptedException在while(true)循环体之内，就需要额外的添加退出处理。形式如下：
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
// 执行任务...
} catch (InterruptedException ie) {
// InterruptedException在while(true)循环体内。
// 当线程产生了InterruptedException异常时，while(true)仍能继续运行！需要手动退出
break;
}
}
}说明：上面的InterruptedException异常的捕获在whle(true)之内。当产生InterruptedException异常时，被catch处理之外，仍然在while(true)循环体内；要退出while(true)循环体，需要额外的执行退出while(true)的操作。
终止处于“运行状态”的线程
通常，我们通过“标记”方式终止处于“运行状态”的线程。其中，包括“中断标记”和“额外添加标记”。
(01) 通过“中断标记”终止线程。
形式如下：
private volatile boolean flag= true;
protected void stopTask() {
flag = false;
}
@Override
public void run() {
while (flag) {
// 执行任务...
}
}说明：线程中有一个flag标记，它的默认值是true；并且我们提供stopTask()来设置flag标记。当我们需要终止该线程时，调用该线程的stopTask()方法就可以让线程退出while循环。
注意：将flag定义为volatile类型，是为了保证flag的可见性。即其它线程通过stopTask()修改了flag之后，本线程能看到修改后的flag的值。
综合线程处于“阻塞状态”和“运行状态”的终止方式，比较通用的终止线程的形式如下：
@Override
public void run() {
try {
// 1. isInterrupted()保证，只要中断标记为true就终止线程。
while (!isInterrupted()) {
// 执行任务...
}
} catch (InterruptedException ie) {
// 2. InterruptedException异常保证，当InterruptedException异常产生时，线程被终止。
}
}3. 终止线程的示例
interrupt()常常被用来终止“阻塞状态”线程。参考下面示例：
// Demo1.java的源码
class MyThread extends Thread {
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
try {
int i=0;
while (!isInterrupted()) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
i++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
}
}
}
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
try {
Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“线程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
t1.start(); // 启动“线程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
// 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。
Thread.sleep(300);
t1.interrupt();
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
// 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。
Thread.sleep(300);
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}运行结果：
t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
t1 (TERMINATED) is interrupted now.结果说明：
(01) 主线程main中通过new MyThread(“t1”)创建线程t1，之后通过t1.start()启动线程t1。
(02) t1启动之后，会不断的检查它的中断标记，如果中断标记为“false”；则休眠100ms。
(03) t1休眠之后，会切换到主线程main；主线程再次运行时，会执行t1.interrupt()中断线程t1。t1收到中断指令之后，会将t1的中断标记设置“false”，而且会抛出InterruptedException异常。在t1的run()方法中，是在循环体while之外捕获的异常；因此循环被终止。
我们对上面的结果进行小小的修改，将run()方法中捕获InterruptedException异常的代码块移到while循环体内。
// Demo2.java的源码
class MyThread extends Thread {
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
int i=0;
while (!isInterrupted()) {
try {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
}
i++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
}
}
}
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
try {
Thread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“线程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
t1.start(); // 启动“线程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
// 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。
Thread.sleep(300);
t1.interrupt();
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
// 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。
Thread.sleep(300);
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}运行结果：
t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) catch InterruptedException.
t1 (RUNNABLE) loop 3
t1 (RUNNABLE) loop 4
t1 (RUNNABLE) loop 5
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted now.
t1 (RUNNABLE) loop 6
t1 (RUNNABLE) loop 7
t1 (RUNNABLE) loop 8
t1 (RUNNABLE) loop 9
...结果说明：
程序进入了死循环！
为什么会这样呢？这是因为，t1在“等待(阻塞)状态”时，被interrupt()中断；此时，会清除中断标记[即isInterrupted()会返回false]，而且会抛出InterruptedException异常[该异常在while循环体内被捕获]。因此，t1理所当然的会进入死循环了。
解决该问题，需要我们在捕获异常时，额外的进行退出while循环的处理。例如，在MyThread的catch(InterruptedException)中添加break 或 return就能解决该问题。
下面是通过“额外添加标记”的方式终止“状态状态”的线程的示例：
// Demo3.java的源码
class MyThread extends Thread {
private volatile boolean flag= true;
public void stopTask() {
flag = false;
}
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
synchronized(this) {
try {
int i=0;
while (flag) {
Thread.sleep(100); // 休眠100ms
i++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ("+this.getState()+") loop " + i);
}
} catch (InterruptedException ie) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" ("+this.getState()+") catch InterruptedException.");
}
}
}
}
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
try {
MyThread t1 = new MyThread("t1"); // 新建“线程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");
t1.start(); // 启动“线程t1”
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");
// 主线程休眠300ms，然后主线程给t1发“中断”指令。
Thread.sleep(300);
t1.stopTask();
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");
// 主线程休眠300ms，然后查看t1的状态。
Thread.sleep(300);
System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}运行结果：
t1 (NEW) is new.
t1 (RUNNABLE) is started.
t1 (RUNNABLE) loop 1
t1 (RUNNABLE) loop 2
t1 (TIMED_WAITING) is interrupted.
t1 (RUNNABLE) loop 3
t1 (TERMINATED) is interrupted now.4. interrupted() 和 isInterrupted()的区别
最后谈谈 interrupted() 和 isInterrupted()。
interrupted() 和 isInterrupted()都能够用于检测对象的“中断标记”。
区别是，interrupted()除了返回中断标记之外，它还会清除中断标记(即将中断标记设为false)；而isInterrupted()仅仅返回中断标记。
线程优先级和守护线程
1. 线程优先级的介绍
java 中的线程优先级的范围是1～10，默认的优先级是5。“高优先级线程”会优先于“低优先级线程”执行。
java 中有两种线程：用户线程和守护线程。可以通过isDaemon()方法来区别它们：如果返回false，则说明该线程是“用户线程”；否则就是“守护线程”。
用户线程一般用户执行用户级任务，而守护线程也就是“后台线程”，一般用来执行后台任务。需要注意的是：Java虚拟机在“用户线程”都结束后会后退出。
JDK 中关于线程优先级和守护线程的介绍如下：
每个线程都有一个优先级。“高优先级线程”会优先于“低优先级线程”执行。每个线程都可以被标记为一个守护进程或非守护进程。在一些运行的主线程中创建新的子线程时，子线程的优先级被设置为等于“创建它的主线程的优先级”，当且仅当“创建它的主线程是守护线程”时“子线程才会是守护线程”。
当Java虚拟机启动时，通常有一个单一的非守护线程（该线程通过是通过main()方法启动）。JVM会一直运行直到下面的任意一个条件发生，JVM就会终止运行：
(01) 调用了exit()方法，并且exit()有权限被正常执行。
(02) 所有的“非守护线程”都死了(即JVM中仅仅只有“守护线程”)。
每一个线程都被标记为“守护线程”或“用户线程”。当只有守护线程运行时，JVM会自动退出。
2. 线程优先级的示例
我们先看看优先级的示例
class MyThread extends Thread{
public MyThread(String name) {
super(name);
}
public void run(){
for (int i=0; i<5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"("+Thread.currentThread().getPriority()+ ")"
+", loop "+i);
}
}
};
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"("+Thread.currentThread().getPriority()+ ")");
Thread t1=new MyThread("t1"); // 新建t1
Thread t2=new MyThread("t2"); // 新建t2
t1.setPriority(1); // 设置t1的优先级为1
t2.setPriority(10); // 设置t2的优先级为10
t1.start(); // 启动t1
t2.start(); // 启动t2
}
}运行结果：
main(5)
t1(1), loop 0
t2(10), loop 0
t1(1), loop 1
t2(10), loop 1
t1(1), loop 2
t2(10), loop 2
t1(1), loop 3
t2(10), loop 3
t1(1), loop 4
t2(10), loop 4结果说明：
(01) 主线程main的优先级是5。
(02) t1的优先级被设为1，而t2的优先级被设为10。cpu在执行t1和t2的时候，根据时间片轮循调度，所以能够并发执行。
3. 守护线程的示例
下面是守护线程的示例。
// Demo.java
class MyThread extends Thread{
public MyThread(String name) {
super(name);
}
public void run(){
try {
for (int i=0; i<5; i++) {
Thread.sleep(3);
System.out.println(this.getName() +"(isDaemon="+this.isDaemon()+ ")" +", loop "+i);
}
} catch (InterruptedException e) {
}
}
};
class MyDaemon extends Thread{
public MyDaemon(String name) {
super(name);
}
public void run(){
try {
for (int i=0; i<10000; i++) {
Thread.sleep(1);
System.out.println(this.getName() +"(isDaemon="+this.isDaemon()+ ")" +", loop "+i);
}
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"(isDaemon="+Thread.currentThread().isDaemon()+ ")");
Thread t1=new MyThread("t1"); // 新建t1
Thread t2=new MyDaemon("t2"); // 新建t2
t2.setDaemon(true); // 设置t2为守护线程
t1.start(); // 启动t1
t2.start(); // 启动t2
}
}运行结果：
main(isDaemon=false)
t2(isDaemon=true), loop 0
t2(isDaemon=true), loop 1
t1(isDaemon=false), loop 0
t2(isDaemon=true), loop 2
t2(isDaemon=true), loop 3
t1(isDaemon=false), loop 1
t2(isDaemon=true), loop 4
t2(isDaemon=true), loop 5
t2(isDaemon=true), loop 6
t1(isDaemon=false), loop 2
t2(isDaemon=true), loop 7
t2(isDaemon=true), loop 8
t2(isDaemon=true), loop 9
t1(isDaemon=false), loop 3
t2(isDaemon=true), loop 10
t2(isDaemon=true), loop 11
t1(isDaemon=false), loop 4
t2(isDaemon=true), loop 12结果说明：
(01) 主线程main是用户线程，它创建的子线程t1也是用户线程。
(02) t2是守护线程。在“主线程main”和“子线程t1”(它们都是用户线程)执行完毕，只剩t2这个守护线程的时候，JVM自动退出。
生产消费者问题
1. 生产/消费者模型
生产/消费者问题是个非常典型的多线程问题，涉及到的对象包括“生产者”、“消费者”、“仓库”和“产品”。他们之间的关系如下：
(01) 生产者仅仅在仓储未满时候生产，仓满则停止生产。
(02) 消费者仅仅在仓储有产品时候才能消费，仓空则等待。
(03) 当消费者发现仓储没产品可消费时候会通知生产者生产。
(04) 生产者在生产出可消费产品时候，应该通知等待的消费者去消费。
2. 生产/消费者实现
下面通过wait()/notify()方式实现该模型(后面在学习了线程池相关内容之后，再通过其它方式实现生产/消费者模型)。源码如下：
// Demo1.java
// 仓库
class Depot {
private int capacity; // 仓库的容量
private int size; // 仓库的实际数量
public Depot(int capacity) {
this.capacity = capacity;
this.size = 0;
}
public synchronized void produce(int val) {
try {
// left 表示“想要生产的数量”(有可能生产量太多，需多此生产)
int left = val;
while (left > 0) {
// 库存已满时，等待“消费者”消费产品。
while (size >= capacity)
wait();
// 获取“实际生产的数量”(即库存中新增的数量)
// 如果“库存”+“想要生产的数量”>“总的容量”，则“实际增量”=“总的容量”-“当前容量”。(此时填满仓库)
// 否则“实际增量”=“想要生产的数量”
int inc = (size+left)>capacity ? (capacity-size) : left;
size += inc;
left -= inc;
System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d\n",
Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size);
// 通知“消费者”可以消费了。
notifyAll();
}
} catch (InterruptedException e) {
}
}
public synchronized void consume(int val) {
try {
// left 表示“客户要消费数量”(有可能消费量太大，库存不够，需多此消费)
int left = val;
while (left > 0) {
// 库存为0时，等待“生产者”生产产品。
while (size <= 0)
wait();
// 获取“实际消费的数量”(即库存中实际减少的数量)
// 如果“库存”<“客户要消费的数量”，则“实际消费量”=“库存”；
// 否则，“实际消费量”=“客户要消费的数量”。
int dec = (size<left) ? size : left;
size -= dec;
left -= dec;
System.out.printf("%s consume(%3d) <-- left=%3d, dec=%3d, size=%3d\n",
Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size);
notifyAll();
}
} catch (InterruptedException e) {
}
}
public String toString() {
return "capacity:"+capacity+", actual size:"+size;
}
}
// 生产者
class Producer {
private Depot depot;
public Producer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品：新建一个线程向仓库中生产产品。
public void produce(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.produce(val);
}
}.start();
}
}
// 消费者
class Customer {
private Depot depot;
public Customer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品：新建一个线程从仓库中消费产品。
public void consume(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.consume(val);
}
}.start();
}
}
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
Depot mDepot = new Depot(100);
Producer mPro = new Producer(mDepot);
Customer mCus = new Customer(mDepot);
mPro.produce(60);
mPro.produce(120);
mCus.consume(90);
mCus.consume(150);
mPro.produce(110);
}
}说明：
(01) Producer是“生产者”类，它与“仓库(depot)”关联。当调用“生产者”的produce()方法时，它会新建一个线程并向“仓库”中生产产品。
(02) Customer是“消费者”类，它与“仓库(depot)”关联。当调用“消费者”的consume()方法时，它会新建一个线程并消费“仓库”中的产品。
(03) Depot是“仓库”类，仓库中记录“仓库的容量(capacity)”以及“仓库中当前产品数目(size)”。
“仓库”类的生产方法produce()和消费方法consume()方法都是synchronized方法，进入synchronized方法体，意味着这个线程获取到了该“仓库”对象的同步锁。这也就是说，同一时间，生产者和消费者线程只能有一个能运行。通过同步锁，实现了对“残酷”的互斥访问。
对于生产方法produce()而言：当仓库满时，生产者线程等待，需要等待消费者消费产品之后，生产线程才能生产；生产者线程生产完产品之后，会通过notifyAll()唤醒同步锁上的所有线程，包括“消费者线程”，即我们所说的“通知消费者进行消费”。
对于消费方法consume()而言：当仓库为空时，消费者线程等待，需要等待生产者生产产品之后，消费者线程才能消费；消费者线程消费完产品之后，会通过notifyAll()唤醒同步锁上的所有线程，包括“生产者线程”，即我们所说的“通知生产者进行生产”。
(某一次)运行结果：
Thread-0 produce( 60) --> left= 0, inc= 60, size= 60
Thread-4 produce(110) --> left= 70, inc= 40, size=100
Thread-2 consume( 90) <-- left= 0, dec= 90, size= 10
Thread-3 consume(150) <-- left=140, dec= 10, size= 0
Thread-1 produce(120) --> left= 20, inc=100, size=100
Thread-3 consume(150) <-- left= 40, dec=100, size= 0
Thread-4 produce(110) --> left= 0, inc= 70, size= 70
Thread-3 consume(150) <-- left= 0, dec= 40, size= 30
Thread-1 produce(120) --> left= 0, inc= 20, size= 50
