Java并发编程艺术（三） Java并发编程基础

线程状态变化

1、启动和终止线程

Thread

1.1 构造线程

• 新构造的线程对象是由其parent线程来进行空间分配的，child线程集成了parent是否为Daemon、优先级和加载资源的contextClassLoader以及可继承的ThreadLocal。

1.2 中断

• 线程的一个标识位属性，标识运行中线程是否被其他线程进行了中断操作。interrupt()对其进行中断。
• 线程通过isInterrupted()来进行判断是否被中断，Thread.interrupted()对当前线程中断标识位进行复位。

2、线程间通信

2.1 volatile和synchronized关键字

• 任意一个对象都拥有自己的监视器，当对这个对象由同步块或者这个对象的同步方法调用时，执行方法的线程必须先获取到该对象的监视器才能进入同步块或同步方法。如果没获取到就会进入同步队列。

对象监视器

2.2 等待通知机制

等待通知方法

• 线程A调用了对象O的wait()方法进入等待，另一个线程B调用了对象O的notify()或者notifyAll()，线程A收到消息后从wait()返回继续执行之后的操作。

public class WaitNotify {
    static boolean flag = true;
    static Object  lock = new Object();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Thread waitThread = new Thread(new Wait(), "WaitThread");
        waitThread.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        Thread notifyThread = new Thread(new Notify(), "NotifyThread");
        notifyThread.start();
    }

    static class Wait implements Runnable {
        public void run() {
            synchronized (lock) {
                while (flag) {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread() + " flag is true. wait @ "
                                           + new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }

                System.out.println(Thread.currentThread() + " flag is false. running @ "
                                   + new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));
            }
        }
    }

    static class Notify implements Runnable {
        public void run() {

            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + " hold lock. notify @ " + new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));
                lock.notifyAll();
                flag = false;
                SleepUtils.second(5);
            }

            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + " hold lock again. sleep @ "
                                   + new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));
                SleepUtils.second(5);
            }
        }
    }
}

• 使用wait()、notify()、notifyAll()时需要先对调用对象加锁。
• 调用wait()后，线程状态从RUNNING变为WAITING，将当前线程放置到对象的等待队列。
• notify()调用后，等待线程还要等到notify线程释放锁之后才可能返回。
• notify()方法将等待队列中的一个等待线程从等待队列中移动到同步队列中，notifyAll()是全部移动到同步队列。

wait notify

• 经典范式

synchronized(对象) {
  while (条件不满足) {
    对象.wait();
  }
  ...
}

synchronized(对象) {
  改变条件
  ...
}

2.3 管道输入输出

public class Piped {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        PipedWriter out = new PipedWriter();
        PipedReader in = new PipedReader();
        out.connect(in);

        Thread printThread = new Thread(new Print(in), "PrintThread");
        printThread.start();
        int receive = 0;
        try {
            while ((receive = System.in.read()) != -1) {
                out.write(receive);
            }
        } finally {
            out.close();
        }
    }

    static class Print implements Runnable {
        private PipedReader in;

        public Print(PipedReader in) {
            this.in = in;
        }

        public void run() {
            int receive = 0;
            try {
                while ((receive = in.read()) != -1) {
                    System.out.print((char) receive);
                }
            } catch (IOException ex) {
            }
        }
    }
}

2.4 Thread.join()

• 当前线程A等待thread线程终止之后才从thread.join()返回。

2.5 ThreadLocal

• 线程变量，是一个以ThreadLocal对象为键、任意对象为值的存储结构。
• 这个结构被附带在线程上，也就是说一个线程可以根据一个ThreadLocal对象查询到绑定在这个线程上的一个值。

public class Profiler {
    private static final ThreadLocal TIME_THREADLOCAL = new ThreadLocal() {
                                                                protected Long initialValue() {
                                                                    return System.currentTimeMillis();
                                                                }
                                                            };

    public static final void begin() {
        TIME_THREADLOCAL.set(System.currentTimeMillis());
    }

    public static final long end() {
        return System.currentTimeMillis() - TIME_THREADLOCAL.get();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Profiler.begin();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        System.out.println("Cost: " + Profiler.end() + " mills");
    }
}