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javathreadqueue

發布時間:2023-11-26 03:41:17

java 如何實現一個線程安全的隊列

以下是兩個線程:

import java.util.*;

public class Thread_List_Operation {
//假設有這么一個隊列
static List list = new LinkedList();

public static void main(String[] args) {
Thread t;
t = new Thread(new T1());
t.start();
t = new Thread(new T2());
t.start();

}

}

//線程T1,用來給list添加新元素
class T1 implements Runnable{

void getElemt(Object o){
Thread_List_Operation.list.add(o);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "為隊列添加了一個元素");
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
getElemt(new Integer(1));
}

}

}

//線程T2,用來給list添加新元素
class T2 implements Runnable{

void getElemt(Object o){
Thread_List_Operation.list.add(o);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "為隊列添加了一個元素");
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
getElemt(new Integer(1));
}

}

}

//結果(亂序)
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-1為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素
Thread-0為隊列添加了一個元素

㈡ java線程組,線程池,線程隊列分別是什麼有什麼區別

你好,我可以給你詳細解釋一下:
線程組表示一個線程的集合。此外,線程組也可以包含其他線程組。線程組構成一棵樹,在樹中,除了初始線程組外,每個線程組都有一個父線程組。
允許線程訪問有關自己的線程組的信息,但是不允許它訪問有關其線程組的父線程組或其他任何線程組的信息。
線程池:我們可以把並發執行的任務傳遞給一個線程池,來替代為每個並發執行的任務都啟動一個新的線程。只要池裡有空閑的線程,任務就會分配給一個線程執行。在線程池的內部,任務被插入一個阻塞隊列(Blocking Queue ),線程池裡的線程會去取這個隊列里的任務。當一個新任務插入隊列時,一個空閑線程就會成功的從隊列中取出任務並且執行它。

線程池經常應用在多線程伺服器上。每個通過網路到達伺服器的連接都被包裝成一個任務並且傳遞給線程池。線程池的線程會並發的處理連接上的請求。以後會再深入有關 Java 實現多線程伺服器的細節。
線程隊列:是指線程處於擁塞的時候形成的調度隊列
排隊有三種通用策略:
直接提交。工作隊列的默認選項是 SynchronousQueue,它將任務直接提交給線程而不保持它們。在此,如果不存在可用於立即運行任務的線程,則試圖把任務加入隊列將失敗,因此會構造一個新的線程。此策略可以避免在處理可能具有內部依賴性的請求集時出現鎖。直接提交通常要求無界 maximumPoolSizes 以避免拒絕新提交的任務。當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時,此策略允許無界線程具有增長的可能性。
無界隊列。使用無界隊列(例如,不具有預定義容量的 LinkedBlockingQueue)將導致在所有corePoolSize 線程都忙時新任務在隊列中等待。這樣,創建的線程就不會超過 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize的值也就無效了。)當每個任務完全獨立於其他任務,即任務執行互不影響時,適合於使用無界隊列;例如,在 Web頁伺服器中。這種排隊可用於處理瞬態突發請求,當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時,此策略允許無界線程具有增長的可能性。
有界隊列。當使用有限的 maximumPoolSizes時,有界隊列(如 ArrayBlockingQueue)有助於防止資源耗盡,但是可能較難調整和控制。隊列大小和最大池大小可能需要相互折衷:使用大型隊列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系統資源和上下文切換開銷,但是可能導致人工降低吞吐量。如果任務頻繁阻塞(例如,如果它們是 I/O邊界),則系統可能為超過您許可的更多線程安排時間。使用小型隊列通常要求較大的池大小,CPU使用率較高,但是可能遇到不可接受的調度開銷,這樣也會降低吞吐量。

㈢ java 線程池 工作隊列是如何工作的

使用線程池的好處

1、降低資源消耗

可以重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。

2、提高響應速度

當任務到達時,任務可以不需要等到線程創建就能立即執行。

3、提高線程的可管理性

線程是稀缺資源,如果無限制地創建,不僅會消耗系統資源,還會降低系統的穩定性,使用線程池可以進行統一分配、調優和監控

線程池的工作原理

首先我們看下當一個新的任務提交到線程池之後,線程池是如何處理的

1、線程池判斷核心線程池裡的線程是否都在執行任務。如果不是,則創建一個新的工作線程來執行任務。如果核心線程池裡的線程都在執行任務,則執行第二步。

2、線程池判斷工作隊列是否已經滿。如果工作隊列沒有滿,則將新提交的任務存儲在這個工作隊列里進行等待。如果工作隊列滿了,則執行第三步

3、線程池判斷線程池的線程是否都處於工作狀態。如果沒有,則創建一個新的工作線程來執行任務。如果已經滿了,則交給飽和策略來處理這個任務

線程池飽和策略

這里提到了線程池的飽和策略,那我們就簡單介紹下有哪些飽和策略:

AbortPolicy

為Java線程池默認的阻塞策略,不執行此任務,而且直接拋出一個運行時異常,切記ThreadPoolExecutor.execute需要try catch,否則程序會直接退出。

DiscardPolicy

直接拋棄,任務不執行,空方法

DiscardOldestPolicy

從隊列裡面拋棄head的一個任務,並再次execute 此task。

CallerRunsPolicy

在調用execute的線程裡面執行此command,會阻塞入口

用戶自定義拒絕策略(最常用)

實現RejectedExecutionHandler,並自己定義策略模式

下我們以ThreadPoolExecutor為例展示下線程池的工作流程圖

3.jpg

關鍵方法源碼分析

我們看看核心方法添加到線程池方法execute的源碼如下:

// //Executes the given task sometime in the future. The task //may execute in a new thread or in an existing pooled thread. // // If the task cannot be submitted for execution, either because this // executor has been shutdown or because its capacity has been reached, // the task is handled by the current {@code RejectedExecutionHandler}. // // @param command the task to execute // @throws RejectedExecutionException at discretion of // {@code RejectedExecutionHandler}, if the task // cannot be accepted for execution // @throws NullPointerException if {@code command} is null // public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); // // Proceed in 3 steps: // // 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to // start a new thread with the given command as its first // task. The call to addWorker atomically checks runState and // workerCount, and so prevents false alarms that would add // threads when it shouldn't, by returning false. // 翻譯如下: // 判斷當前的線程數是否小於corePoolSize如果是,使用入參任務通過addWord方法創建一個新的線程, // 如果能完成新線程創建exexute方法結束,成功提交任務 // 2. If a task can be successfully queued, then we still need // to double-check whether we should have added a thread // (because existing ones died since last checking) or that // the pool shut down since entry into this method. So we // recheck state and if necessary roll back the enqueuing if // stopped, or start a new thread if there are none. // 翻譯如下: // 在第一步沒有完成任務提交;狀態為運行並且能否成功加入任務到工作隊列後,再進行一次check,如果狀態 // 在任務加入隊列後變為了非運行(有可能是在執行到這里線程池shutdown了),非運行狀態下當然是需要 // reject;然後再判斷當前線程數是否為0(有可能這個時候線程數變為了0),如是,新增一個線程; // 3. If we cannot queue task, then we try to add a new // thread. If it fails, we know we are shut down or saturated // and so reject the task. // 翻譯如下: // 如果不能加入任務到工作隊列,將嘗試使用任務新增一個線程,如果失敗,則是線程池已經shutdown或者線程池 // 已經達到飽和狀態,所以reject這個他任務 // int c = ctl.get(); // 工作線程數小於核心線程數 if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { // 直接啟動新線程,true表示會再次檢查workerCount是否小於corePoolSize if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } // 如果工作線程數大於等於核心線程數 // 線程的的狀態未RUNNING並且隊列notfull if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { // 再次檢查線程的運行狀態,如果不是RUNNING直接從隊列中移除 int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) // 移除成功,拒絕該非運行的任務 reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) // 防止了SHUTDOWN狀態下沒有活動線程了,但是隊列里還有任務沒執行這種特殊情況。 // 添加一個null任務是因為SHUTDOWN狀態下,線程池不再接受新任務 addWorker(null, false); } // 如果隊列滿了或者是非運行的任務都拒絕執行 else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }

㈣ 在JAVA中線程到底起到什麼作用

這是javaeye上非常經典的關於線程的帖子,寫的非常通俗易懂的,適合任何讀計算機的同學.
線程同步

我們可以在計算機上運行各種計算機軟體程序。每一個運行的程序可能包括多個獨立運行的線程(Thread)。
線程(Thread)是一份獨立運行的程序,有自己專用的運行棧。線程有可能和其他線程共享一些資源,比如,內存,文件資料庫等。
當多個線程同時讀寫同一份共享資源的時候,可能會引起沖突。這時候,我們需要引入線程「同步」機制,即各位線程之間要有個先來後到,不能一窩蜂擠上去搶作一團。
同步這個詞是從英文synchronize(使同時發生)翻譯過來的。我也不明白為什麼要用這個很容易引起誤解的詞。既然大家都這么用,咱們也就只好這么將就。
線程同步的真實意思和字面意思恰好相反。線程同步的真實意思,其實是「排隊」:幾個線程之間要排隊,一個一個對共享資源進行操作,而不是同時進行操作。

因此,關於線程同步,需要牢牢記住的第一點是:線程同步就是線程排隊。同步就是排隊。線程同步的目的就是避免線程「同步」執行。這可真是個無聊的繞口令。
關於線程同步,需要牢牢記住的第二點是 「共享」這兩個字。只有共享資源的讀寫訪問才需要同步。如果不是共享資源,那麼就根本沒有同步的必要。
關於線程同步,需要牢牢記住的第三點是,只有「變數」才需要同步訪問。如果共享的資源是固定不變的,那麼就相當於「常量」,線程同時讀取常量也不需要同步。至少一個線程修改共享資源,這樣的情況下,線程之間就需要同步。
關於線程同步,需要牢牢記住的第四點是:多個線程訪問共享資源的代碼有可能是同一份代碼,也有可能是不同的代碼;無論是否執行同一份代碼,只要這些線程的代碼訪問同一份可變的共享資源,這些線程之間就需要同步。

為了加深理解,下面舉幾個例子。
有兩個采購員,他們的工作內容是相同的,都是遵循如下的步驟:
(1)到市場上去,尋找並購買有潛力的樣品。
(2)回到公司,寫報告。
這兩個人的工作內容雖然一樣,他們都需要購買樣品,他們可能買到同樣種類的樣品,但是他們絕對不會購買到同一件樣品,他們之間沒有任何共享資源。所以,他們可以各自進行自己的工作,互不幹擾。
這兩個采購員就相當於兩個線程;兩個采購員遵循相同的工作步驟,相當於這兩個線程執行同一段代碼。

下面給這兩個采購員增加一個工作步驟。采購員需要根據公司的「布告欄」上面公布的信息,安排自己的工作計劃。
這兩個采購員有可能同時走到布告欄的前面,同時觀看布告欄上的信息。這一點問題都沒有。因為布告欄是只讀的,這兩個采購員誰都不會去修改布告欄上寫的信息。

下面增加一個角色。一個辦公室行政人員這個時候,也走到了布告欄前面,准備修改布告欄上的信息。
如果行政人員先到達布告欄,並且正在修改布告欄的內容。兩個采購員這個時候,恰好也到了。這兩個采購員就必須等待行政人員完成修改之後,才能觀看修改後的信息。
如果行政人員到達的時候,兩個采購員已經在觀看布告欄了。那麼行政人員需要等待兩個采購員把當前信息記錄下來之後,才能夠寫上新的信息。
上述這兩種情況,行政人員和采購員對布告欄的訪問就需要進行同步。因為其中一個線程(行政人員)修改了共享資源(布告欄)。而且我們可以看到,行政人員的工作流程和采購員的工作流程(執行代碼)完全不同,但是由於他們訪問了同一份可變共享資源(布告欄),所以他們之間需要同步。

同步鎖

前面講了為什麼要線程同步,下面我們就來看如何才能線程同步。
線程同步的基本實現思路還是比較容易理解的。我們可以給共享資源加一把鎖,這把鎖只有一把鑰匙。哪個線程獲取了這把鑰匙,才有權利訪問該共享資源。
生活中,我們也可能會遇到這樣的例子。一些超市的外面提供了一些自動儲物箱。每個儲物箱都有一把鎖,一把鑰匙。人們可以使用那些帶有鑰匙的儲物箱,把東西放到儲物箱裡面,把儲物箱鎖上,然後把鑰匙拿走。這樣,該儲物箱就被鎖住了,其他人不能再訪問這個儲物箱。(當然,真實的儲物箱鑰匙是可以被人拿走復制的,所以不要把貴重物品放在超市的儲物箱裡面。於是很多超市都採用了電子密碼鎖。)
線程同步鎖這個模型看起來很直觀。但是,還有一個嚴峻的問題沒有解決,這個同步鎖應該加在哪裡?
當然是加在共享資源上了。反應快的讀者一定會搶先回答。
沒錯,如果可能,我們當然盡量把同步鎖加在共享資源上。一些比較完善的共享資源,比如,文件系統,資料庫系統等,自身都提供了比較完善的同步鎖機制。我們不用另外給這些資源加鎖,這些資源自己就有鎖。
但是,大部分情況下,我們在代碼中訪問的共享資源都是比較簡單的共享對象。這些對象裡面沒有地方讓我們加鎖。
讀者可能會提出建議:為什麼不在每一個對象內部都增加一個新的區域,專門用來加鎖呢?這種設計理論上當然也是可行的。問題在於,線程同步的情況並不是很普遍。如果因為這小概率事件,在所有對象內部都開辟一塊鎖空間,將會帶來極大的空間浪費。得不償失。
於是,現代的編程語言的設計思路都是把同步鎖加在代碼段上。確切的說,是把同步鎖加在「訪問共享資源的代碼段」上。這一點一定要記住,同步鎖是加在代碼段上的。
同步鎖加在代碼段上,就很好地解決了上述的空間浪費問題。但是卻增加了模型的復雜度,也增加了我們的理解難度。
現在我們就來仔細分析「同步鎖加在代碼段上」的線程同步模型。
首先,我們已經解決了同步鎖加在哪裡的問題。我們已經確定,同步鎖不是加在共享資源上,而是加在訪問共享資源的代碼段上。
其次,我們要解決的問題是,我們應該在代碼段上加什麼樣的鎖。這個問題是重點中的重點。這是我們尤其要注意的問題:訪問同一份共享資源的不同代碼段,應該加上同一個同步鎖;如果加的是不同的同步鎖,那麼根本就起不到同步的作用,沒有任何意義。
這就是說,同步鎖本身也一定是多個線程之間的共享對象。

Java語言的synchronized關鍵字

為了加深理解,舉幾個代碼段同步的例子。
不同語言的同步鎖模型都是一樣的。只是表達方式有些不同。這里我們以當前最流行的Java語言為例。Java語言裡面用synchronized關鍵字給代碼段加鎖。整個語法形式表現為
synchronized(同步鎖) {
// 訪問共享資源,需要同步的代碼段
}

這里尤其要注意的就是,同步鎖本身一定要是共享的對象。

… f1() {

Object lock1 = new Object(); // 產生一個同步鎖

synchronized(lock1){
// 代碼段 A
// 訪問共享資源 resource1
// 需要同步
}
}

上面這段代碼沒有任何意義。因為那個同步鎖是在函數體內部產生的。每個線程調用這段代碼的時候,都會產生一個新的同步鎖。那麼多個線程之間,使用的是不同的同步鎖。根本達不到同步的目的。
同步代碼一定要寫成如下的形式,才有意義。

public static final Object lock1 = new Object();

… f1() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖
// 代碼段 A
// 訪問共享資源 resource1
// 需要同步
}

你不一定要把同步鎖聲明為static或者public,但是你一定要保證相關的同步代碼之間,一定要使用同一個同步鎖。
講到這里,你一定會好奇,這個同步鎖到底是個什麼東西。為什麼隨便聲明一個Object對象,就可以作為同步鎖?
在Java裡面,同步鎖的概念就是這樣的。任何一個Object Reference都可以作為同步鎖。我們可以把Object Reference理解為對象在內存分配系統中的內存地址。因此,要保證同步代碼段之間使用的是同一個同步鎖,我們就要保證這些同步代碼段的synchronized關鍵字使用的是同一個Object Reference,同一個內存地址。這也是為什麼我在前面的代碼中聲明lock1的時候,使用了final關鍵字,這就是為了保證lock1的Object Reference在整個系統運行過程中都保持不變。
一些求知慾強的讀者可能想要繼續深入了解synchronzied(同步鎖)的實際運行機制。Java虛擬機規范中(你可以在google用「JVM Spec」等關鍵字進行搜索),有對synchronized關鍵字的詳細解釋。synchronized會編譯成 monitor enter, … monitor exit之類的指令對。Monitor就是實際上的同步鎖。每一個Object Reference在概念上都對應一個monitor。
這些實現細節問題,並不是理解同步鎖模型的關鍵。我們繼續看幾個例子,加深對同步鎖模型的理解。

public static final Object lock1 = new Object();

… f1() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖
// 代碼段 A
// 訪問共享資源 resource1
// 需要同步
}
}

… f2() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖
// 代碼段 B
// 訪問共享資源 resource1
// 需要同步
}
}

上述的代碼中,代碼段A和代碼段B就是同步的。因為它們使用的是同一個同步鎖lock1。
如果有10個線程同時執行代碼段A,同時還有20個線程同時執行代碼段B,那麼這30個線程之間都是要進行同步的。
這30個線程都要競爭一個同步鎖lock1。同一時刻,只有一個線程能夠獲得lock1的所有權,只有一個線程可以執行代碼段A或者代碼段B。其他競爭失敗的線程只能暫停運行,進入到該同步鎖的就緒(Ready)隊列。
每一個同步鎖下面都掛了幾個線程隊列,包括就緒(Ready)隊列,待召(Waiting)隊列等。比如,lock1對應的就緒隊列就可以叫做lock1 - ready queue。每個隊列裡面都可能有多個暫停運行的線程。
注意,競爭同步鎖失敗的線程進入的是該同步鎖的就緒(Ready)隊列,而不是後面要講述的待召隊列(Waiting Queue,也可以翻譯為等待隊列)。就緒隊列裡面的線程總是時刻准備著競爭同步鎖,時刻准備著運行。而待召隊列裡面的線程則只能一直等待,直到等到某個信號的通知之後,才能夠轉移到就緒隊列中,准備運行。
成功獲取同步鎖的線程,執行完同步代碼段之後,會釋放同步鎖。該同步鎖的就緒隊列中的其他線程就繼續下一輪同步鎖的競爭。成功者就可以繼續運行,失敗者還是要乖乖地待在就緒隊列中。
因此,線程同步是非常耗費資源的一種操作。我們要盡量控制線程同步的代碼段范圍。同步的代碼段范圍越小越好。我們用一個名詞「同步粒度」來表示同步代碼段的范圍。
同步粒度
在Java語言裡面,我們可以直接把synchronized關鍵字直接加在函數的定義上。
比如。
… synchronized … f1() {
// f1 代碼段
}

這段代碼就等價於
… f1() {
synchronized(this){ // 同步鎖就是對象本身
// f1 代碼段
}
}

同樣的原則適用於靜態(static)函數
比如。
… static synchronized … f1() {
// f1 代碼段
}

這段代碼就等價於
…static … f1() {
synchronized(Class.forName(…)){ // 同步鎖是類定義本身
// f1 代碼段
}
}

但是,我們要盡量避免這種直接把synchronized加在函數定義上的偷懶做法。因為我們要控制同步粒度。同步的代碼段越小越好。synchronized控制的范圍越小越好。
我們不僅要在縮小同步代碼段的長度上下功夫,我們同時還要注意細分同步鎖。
比如,下面的代碼

public static final Object lock1 = new Object();

… f1() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖
// 代碼段 A
// 訪問共享資源 resource1
// 需要同步
}
}

… f2() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖
// 代碼段 B
// 訪問共享資源 resource1
// 需要同步
}
}

… f3() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖
// 代碼段 C
// 訪問共享資源 resource2
// 需要同步
}
}

… f4() {

synchronized(lock1){ // lock1 是公用同步鎖
// 代碼段 D
// 訪問共享資源 resource2
// 需要同步
}
}

上述的4段同步代碼,使用同一個同步鎖lock1。所有調用4段代碼中任何一段代碼的線程,都需要競爭同一個同步鎖lock1。
我們仔細分析一下,發現這是沒有必要的。
因為f1()的代碼段A和f2()的代碼段B訪問的共享資源是resource1,f3()的代碼段C和f4()的代碼段D訪問的共享資源是resource2,它們沒有必要都競爭同一個同步鎖lock1。我們可以增加一個同步鎖lock2。f3()和f4()的代碼可以修改為:
public static final Object lock2 = new Object();

… f3() {

synchronized(lock2){ // lock2 是公用同步鎖
// 代碼段 C
// 訪問共享資源 resource2
// 需要同步
}
}

… f4() {

synchronized(lock2){ // lock2 是公用同步鎖
// 代碼段 D
// 訪問共享資源 resource2
// 需要同步
}
}

這樣,f1()和f2()就會競爭lock1,而f3()和f4()就會競爭lock2。這樣,分開來分別競爭兩個鎖,就可以大大較少同步鎖競爭的概率,從而減少系統的開銷。

信號量

同步鎖模型只是最簡單的同步模型。同一時刻,只有一個線程能夠運行同步代碼。
有的時候,我們希望處理更加復雜的同步模型,比如生產者/消費者模型、讀寫同步模型等。這種情況下,同步鎖模型就不夠用了。我們需要一個新的模型。這就是我們要講述的信號量模型。
信號量模型的工作方式如下:線程在運行的過程中,可以主動停下來,等待某個信號量的通知;這時候,該線程就進入到該信號量的待召(Waiting)隊列當中;等到通知之後,再繼續運行。
很多語言裡面,同步鎖都由專門的對象表示,對象名通常叫Monitor。
同樣,在很多語言中,信號量通常也有專門的對象名來表示,比如,Mutex,Semphore。
信號量模型要比同步鎖模型復雜許多。一些系統中,信號量甚至可以跨進程進行同步。另外一些信號量甚至還有計數功能,能夠控制同時運行的線程數。
我們沒有必要考慮那麼復雜的模型。所有那些復雜的模型,都是最基本的模型衍生出來的。只要掌握了最基本的信號量模型——「等待/通知」模型,復雜模型也就迎刃而解了。
我們還是以Java語言為例。Java語言裡面的同步鎖和信號量概念都非常模糊,沒有專門的對象名詞來表示同步鎖和信號量,只有兩個同步鎖相關的關鍵字——volatile和synchronized。
這種模糊雖然導致概念不清,但同時也避免了Monitor、Mutex、Semphore等名詞帶來的種種誤解。我們不必執著於名詞之爭,可以專注於理解實際的運行原理。
在Java語言裡面,任何一個Object Reference都可以作為同步鎖。同樣的道理,任何一個Object Reference也可以作為信號量。
Object對象的wait()方法就是等待通知,Object對象的notify()方法就是發出通知。
具體調用方法為
(1)等待某個信號量的通知
public static final Object signal = new Object();

… f1() {
synchronized(singal) { // 首先我們要獲取這個信號量。這個信號量同時也是一個同步鎖

// 只有成功獲取了signal這個信號量兼同步鎖之後,我們才可能進入這段代碼
signal.wait(); // 這里要放棄信號量。本線程要進入signal信號量的待召(Waiting)隊列

// 可憐。辛辛苦苦爭取到手的信號量,就這么被放棄了

// 等到通知之後,從待召(Waiting)隊列轉到就緒(Ready)隊列裡面
// 轉到了就緒隊列中,離CPU核心近了一步,就有機會繼續執行下面的代碼了。
// 仍然需要把signal同步鎖競爭到手,才能夠真正繼續執行下面的代碼。命苦啊。

}
}

需要注意的是,上述代碼中的signal.wait()的意思。signal.wait()很容易導致誤解。signal.wait()的意思並不是說,signal開始wait,而是說,運行這段代碼的當前線程開始wait這個signal對象,即進入signal對象的待召(Waiting)隊列。

(2)發出某個信號量的通知
… f2() {
synchronized(singal) { // 首先,我們同樣要獲取這個信號量。同時也是一個同步鎖。

// 只有成功獲取了signal這個信號量兼同步鎖之後,我們才可能進入這段代碼
signal.notify(); // 這里,我們通知signal的待召隊列中的某個線程。

// 如果某個線程等到了這個通知,那個線程就會轉到就緒隊列中
// 但是本線程仍然繼續擁有signal這個同步鎖,本線程仍然繼續執行
// 嘿嘿,雖然本線程好心通知其他線程,
// 但是,本線程可沒有那麼高風亮節,放棄到手的同步鎖
// 本線程繼續執行下面的代碼

}
}

需要注意的是,signal.notify()的意思。signal.notify()並不是通知signal這個對象本身。而是通知正在等待signal信號量的其他線程。

以上就是Object的wait()和notify()的基本用法。
實際上,wait()還可以定義等待時間,當線程在某信號量的待召隊列中,等到足夠長的時間,就會等無可等,無需再等,自己就從待召隊列轉移到就緒隊列中了。
另外,還有一個notifyAll()方法,表示通知待召隊列裡面的所有線程。
這些細節問題,並不對大局產生影響。

綠色線程

綠色線程(Green Thread)是一個相對於操作系統線程(Native Thread)的概念。
操作系統線程(Native Thread)的意思就是,程序裡面的線程會真正映射到操作系統的線程,線程的運行和調度都是由操作系統控制的
綠色線程(Green Thread)的意思是,程序裡面的線程不會真正映射到操作系統的線程,而是由語言運行平台自身來調度。
當前版本的Python語言的線程就可以映射到操作系統線程。當前版本的Ruby語言的線程就屬於綠色線程,無法映射到操作系統的線程,因此Ruby語言的線程的運行速度比較慢。
難道說,綠色線程要比操作系統線程要慢嗎?當然不是這樣。事實上,情況可能正好相反。Ruby是一個特殊的例子。線程調度器並不是很成熟。
目前,線程的流行實現模型就是綠色線程。比如,stackless Python,就引入了更加輕量的綠色線程概念。在線程並發編程方面,無論是運行速度還是並發負載上,都優於Python。
另一個更著名的例子就是ErLang(愛立信公司開發的一種開源語言)。
ErLang的綠色線程概念非常徹底。ErLang的線程不叫Thread,而是叫做Process。這很容易和進程混淆起來。這里要注意區分一下。
ErLang Process之間根本就不需要同步。因為ErLang語言的所有變數都是final的,不允許變數的值發生任何變化。因此根本就不需要同步。
final變數的另一個好處就是,對象之間不可能出現交叉引用,不可能構成一種環狀的關聯,對象之間的關聯都是單向的,樹狀的。因此,內存垃圾回收的演算法效率也非常高。這就讓ErLang能夠達到Soft Real Time(軟實時)的效果。這對於一門支持內存垃圾回收的語言來說,可不是一件容易的事情。

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