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摘要：請(qǐng)參看前一篇文章并發(fā)學(xué)習(xí)筆記一原子性可見(jiàn)性有序性問(wèn)題六等待通知機(jī)制什么是等待通知機(jī)制當(dāng)線程不滿足某個(gè)條件，則進(jìn)入等待狀態(tài)如果線程滿足要求的某個(gè)條件后，則通知等待的線程重新執(zhí)行。經(jīng)極客時(shí)間并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)專欄內(nèi)容學(xué)習(xí)整理
請(qǐng)參看前一篇文章：Java 并發(fā)學(xué)習(xí)筆記（一）——原子性、可見(jiàn)性、有序性問(wèn)題
六、等待—通知機(jī)制什么是等待通知—機(jī)制？當(dāng)線程不滿足某個(gè)條件，則進(jìn)入等待狀態(tài)；如果線程滿足要求的某個(gè)條件后，則通知等待的線程重新執(zhí)行。
等待通知機(jī)制的流程一般是這樣的：線程首先獲取互斥鎖，當(dāng)不滿足某個(gè)條件的時(shí)候，釋放互斥鎖，并進(jìn)入這個(gè)條件的等待隊(duì)列；一直等到滿足了這個(gè)條件之后，通知等待的線程，并且需要重新獲取互斥鎖。
等待-通知機(jī)制可以使用 Java 的 synchronized 關(guān)鍵字，配合 wait()、notify()、notifyAll() 這個(gè)三個(gè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
前面說(shuō)到的解決死鎖問(wèn)題的那個(gè)例子，一次性申請(qǐng)所有的資源，使用的是循環(huán)等待，這在并發(fā)量很大的時(shí)候比較消耗 CPU 資源。
現(xiàn)在使用等待-通知機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化：
final class Monitor {
private List
1) 每個(gè)互斥鎖都有相應(yīng)的等待隊(duì)列，例如上面的例子，就存在兩個(gè)等待隊(duì)列，一是 synchronized 入口等待隊(duì)列，二是 while 循環(huán)這個(gè)條件的等待隊(duì)列。
2) 調(diào)用 wait() 方法，會(huì)使當(dāng)前線程釋放持有的鎖，并進(jìn)入這個(gè)條件的等待隊(duì)列。滿足條件之后，隊(duì)列中的線程被喚醒，不是馬上執(zhí)行，而是需要重新獲取互斥鎖。例如上圖中，if 條件的隊(duì)列中的線程被喚醒后，需要重新進(jìn)入 synchronized 處獲取互斥鎖。
相同點(diǎn)：兩個(gè)方法都會(huì)讓渡 CPU 的使用權(quán)，等待再次被調(diào)度。
不同點(diǎn)：
wait 屬于 Object 的方法，sleep 是 Thread 的方法
wait 只能在同步方法或同步塊中調(diào)用，sleep 可以在任何地方調(diào)用
wait 會(huì)釋放線程持有的鎖，sleep 不會(huì)釋放鎖資源
七、管程理論指的是對(duì)共享變量和對(duì)共享變量的操作的管理，使其支持并發(fā)，對(duì)應(yīng)到 Java，指的是管理類的成員變量和方法，讓這個(gè)類是線程安全的。
管程主要的模型有 Hasen、Hoare、MESA ，其中 MESA 最常用。管程的 MESA 模型主要解決的是線程的互斥和同步問(wèn)題，和上面說(shuō)到的等待-通知機(jī)制十分類似。示意圖如下：
首先看看管程是如何實(shí)現(xiàn)互斥的？在管程的入口有一個(gè)等待隊(duì)列，一次只允許一個(gè)線程進(jìn)入管程。每個(gè)條件對(duì)應(yīng)一個(gè)等待隊(duì)列，當(dāng)線程不滿足條件的時(shí)候，進(jìn)入對(duì)應(yīng)的等待隊(duì)列；當(dāng)條件滿足的時(shí)候，隊(duì)列中的線程被喚醒，重新進(jìn)入到入口處的等待隊(duì)列獲取互斥鎖，這就實(shí)現(xiàn)了線程的同步問(wèn)題。
接下來(lái)使用代碼實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的阻塞隊(duì)列，這就是一個(gè)很典型的管程模型，解決了線程互斥和同步問(wèn)題。
public class BlockingQueue八、Java 中的線程{ private int capacity; private int size; private final Lock lock = new ReentrantLock(); private final Condition notFull = lock.newCondition(); private final Condition notEmpty = lock.newCondition(); /** * 入隊(duì)列 */ public void enqueue(T data){ lock.lock(); try { //如果隊(duì)列滿了，需要等待，直到隊(duì)列不滿 while (size >= capacity){ notFull.await(); } //入隊(duì)代碼，省略 //入隊(duì)之后，通知隊(duì)列已經(jīng)不為空了 notEmpty.signal(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } } /** * 出隊(duì)列 */ public T dequeue(){ lock.lock(); try { //如果隊(duì)列為空，需要等待，直到隊(duì)列不為空 while (size <= 0){ notEmpty.await(); } //出隊(duì)代碼，省略 //出隊(duì)列之后，通知隊(duì)列已經(jīng)不滿了 notFull.signal(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } //實(shí)際應(yīng)該返回出隊(duì)數(shù)據(jù) return null; } }
Java 中的線程共分為了 6 種狀態(tài)，分別是：
NEW（初始化狀態(tài)）
RUNNABLE（可運(yùn)行/運(yùn)行狀態(tài)）
BLOCKED（阻塞狀態(tài)）
WAITING（無(wú)限時(shí)等待）
TIMED_WAITING（限時(shí)等待）
TERMINATED（終止?fàn)顟B(tài)）
RUNNABLE 與 BLOCKED 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：在線程等待 synchronized 的鎖時(shí)，會(huì)進(jìn)入 BLOCKED 狀態(tài)，當(dāng)獲取到鎖之后，又轉(zhuǎn)換到 RUNNABLE 狀態(tài)。
RUNNABLE 與 WAITING 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：1) 線程獲取到 synchronized 鎖之后，并且調(diào)用了 wait() 方法。 2) 調(diào)用 Thread.join() 方法，例如線程 A 調(diào)用 join() 方法，線程 B 等待 A 執(zhí)行完畢，等待期間 B 進(jìn)入 WAITING 狀態(tài)，線程 A 執(zhí)行完后，線程 B 切換到 RUNNABLE 狀態(tài)。3) 調(diào)用 LockSupport.park() 方法
RUNNABLE 與 TIMED_WAITING 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：以上三種情況，分別在方法中加上超時(shí)參數(shù)即可。另外還有兩種情況：Thread.sleep(long millis) 方法，LockSupprt.parkNanos(Object blocker, long deadline)。
NEW 到 RUNNABLE 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：在 Java 中新創(chuàng)建的線程，會(huì)立即進(jìn)入 NEW 狀態(tài)，然后啟動(dòng)線程進(jìn)入 RUNNABLE 狀態(tài)。Java 中新建線程一般有三種方式：
繼承 Thread 類
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("I am roseduan");
}
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
}
}
實(shí)現(xiàn) Runnable 接口，并將其實(shí)現(xiàn)類傳給 Thread 作為參數(shù)
public class MyThread {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(new Print());
thread.start();
}
}
class Print implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("I am roseduan");
}
}
實(shí)現(xiàn) Collable 接口，將其實(shí)現(xiàn)類傳給線程池執(zhí)行，并且可以獲取返回結(jié)果
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//線程池
BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue<>(5);
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 1,
TimeUnit.HOURS, queue);
//執(zhí)行
Future submit = threadPool.submit(new Demo());
}
}
class Demo implements Callable {
@Override
public String call() {
System.out.println("I am roseduan");
return "I am roseduan";
}
}
NEW 到 TERMINATED 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：線程執(zhí)行完 run() 方法后，會(huì)自動(dòng)切換到 TERMINATED 狀態(tài)。如果手動(dòng)中止線程，可以使用 interrupt() 方法。
局部變量存在于方法中，每個(gè)方法都有對(duì)應(yīng)的調(diào)用棧幀，由于每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的方法調(diào)用棧，因此局部變量并沒(méi)有被共享。所以即便多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用同一個(gè)方法，方法內(nèi)部的局部變量也是線程安全的，不需要多帶帶加鎖。
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