考試指導(dǎo):java多線程設(shè)計(jì)模式詳解之二

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wait()/notify()
    通常,多線程之間需要協(xié)調(diào)工作。例如,瀏覽器的一個(gè)顯示圖片的線程displayThread想要執(zhí)行顯示圖片的任務(wù),必須等待下載線程downloadThread將該圖片下載完畢。如果圖片還沒(méi)有下載完,displayThread可以暫停,當(dāng)downloadThread完成了任務(wù)后,再通知displayThread“圖片準(zhǔn)備完畢,可以顯示了”,這時(shí),displayThread繼續(xù)執(zhí)行。
    以上邏輯簡(jiǎn)單的說(shuō)就是:如果條件不滿足,則等待。當(dāng)條件滿足時(shí),等待該條件的線程將被喚醒。在Java中,這個(gè)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于wait/notify。等待機(jī)制與鎖機(jī)制是密切關(guān)聯(lián)的。例如:
    synchronized(obj) {
    while(!condition) {
    obj.wait();
    }
    obj.doSomething();
    }
    當(dāng)線程A獲得了obj鎖后,發(fā)現(xiàn)條件condition不滿足,無(wú)法繼續(xù)下一處理,于是線程A就wait()。
    在另一線程B中,如果B更改了某些條件,使得線程A的condition條件滿足了,就可以喚醒線程A:
    synchronized(obj) {
    condition = true;
    obj.notify();
    }
    需要注意的概念是:
    # 調(diào)用obj的wait(), notify()方法前,必須獲得obj鎖,也就是必須寫(xiě)在synchronized(obj) {...} 代碼段內(nèi)。
    # 調(diào)用obj.wait()后,線程A就釋放了obj的鎖,否則線程B無(wú)法獲得obj鎖,也就無(wú)法在synchronized(obj) {...} 代碼段內(nèi)喚醒A。
    # 當(dāng)obj.wait()方法返回后,線程A需要再次獲得obj鎖,才能繼續(xù)執(zhí)行。
    # 如果A1,A2,A3都在obj.wait(),則B調(diào)用obj.notify()只能喚醒A1,A2,A3中的一個(gè)(具體哪一個(gè)由JVM決定)。
    # obj.notifyAll()則能全部喚醒A1,A2,A3,但是要繼續(xù)執(zhí)行obj.wait()的下一條語(yǔ)句,必須獲得obj鎖,因此,A1,A2,A3只有一個(gè)有機(jī)會(huì)獲得鎖繼續(xù)執(zhí)行,例如A1,其余的需要等待A1釋放obj鎖之后才能繼續(xù)執(zhí)行。
    # 當(dāng)B調(diào)用obj.notify/notifyAll的時(shí)候,B正持有obj鎖,因此,A1,A2,A3雖被喚醒,但是仍無(wú)法獲得obj鎖。直到B退出synchronized塊,釋放obj鎖后,A1,A2,A3中的一個(gè)才有機(jī)會(huì)獲得鎖繼續(xù)執(zhí)行。
    wait()/sleep()的區(qū)別
    前面講了wait/notify機(jī)制,Thread還有一個(gè)sleep()靜態(tài)方法,它也能使線程暫停一段時(shí)間。sleep與wait的不同點(diǎn)是:sleep并不釋放鎖,并且sleep的暫停和wait暫停是不一樣的。obj.wait會(huì)使線程進(jìn)入obj對(duì)象的等待集合中并等待喚醒。
    但是wait()和sleep()都可以通過(guò)interrupt()方法打斷線程的暫停狀態(tài),從而使線程立刻拋出InterruptedException。
    如果線程A希望立即結(jié)束線程B,則可以對(duì)線程B對(duì)應(yīng)的Thread實(shí)例調(diào)用interrupt方法。如果此刻線程B正在wait/sleep/join,則線程B會(huì)立刻拋出InterruptedException,在catch() {} 中直接return即可安全地結(jié)束線程。
    需要注意的是,InterruptedException是線程自己從內(nèi)部拋出的,并不是interrupt()方法拋出的。對(duì)某一線程調(diào)用interrupt()時(shí),如果該線程正在執(zhí)行普通的代碼,那么該線程根本就不會(huì)拋出InterruptedException。但是,一旦該線程進(jìn)入到wait()/sleep()/join()后,就會(huì)立刻拋出InterruptedException。
    GuardedSuspention
    GuardedSuspention模式主要思想是:
    當(dāng)條件不滿足時(shí),線程等待,直到條件滿足時(shí),等待該條件的線程被喚醒。
    我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)客戶端線程和一個(gè)服務(wù)器線程,客戶端線程不斷發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)器線程,服務(wù)器線程不斷處理請(qǐng)求。當(dāng)請(qǐng)求隊(duì)列為空時(shí),服務(wù)器線程就必須等待,直到客戶端發(fā)送了請(qǐng)求。
    先定義一個(gè)請(qǐng)求隊(duì)列:Queue
    package com.crackj2ee.thread;
    import java.util.*;
    public class Queue {
    private List queue = new LinkedList();
    public synchronized Request getRequest() {
    while(queue.size()==0) {
    try {
    this.wait();
    }
    catch(InterruptedException ie) {
    return null;
    }
    }
    return (Request)queue.remove(0);
    }
    public synchronized void putRequest(Request request) {
    queue.add(request);
    this.notifyAll();
    }
    }
    藍(lán)色部分就是服務(wù)器線程的等待條件,而客戶端線程在放入了一個(gè)request后,就使服務(wù)器線程等待條件滿足,于是喚醒服務(wù)器線程。
    客戶端線程:ClientThread
    package com.crackj2ee.thread;
    public class ClientThread extends Thread {
    private Queue queue;
    private String clientName;
    public ClientThread(Queue queue, String clientName) {
    this.queue = queue;
    this.clientName = clientName;
    }
    public String toString() {
    return "[ClientThread-" + clientName + "]";
    }
    public void run() {
    for(int i=0; i<100; i++) {
    Request request = new Request("" + (long)(Math.random()*10000));
    System.out.println(this + " send request: " + request);
    queue.putRequest(request);