Thread之二：sleep、wait、yield、join

《Thread之一：线程生命周期及五种状态》

《Thread之二：sleep、wait、yield、join》

《juc线程池原理(四)：线程池状态介绍》

一、回顾下概念

Java中的多线程是一种抢占式的机制而不是分时机制。线程主要有以下几种状态：新建，就绪，运行，阻塞，死亡。抢占式机制指的是有多个线程处于就绪状态，但是只有一个线程在运行。

1.sleep()方法

　　在指定时间内让当前正在执行的线程暂停执行，但不会释放“锁标志”。不推荐使用。

　　sleep()使当前线程进入阻塞状态，在指定时间内不会执行。

2.wait()方法

　　在其他线程调用对象的notify或notifyAll方法前，导致当前线程等待。线程会释放掉它所占有的“锁标志”，从而使别的线程有机会抢占该锁。

　　当前线程必须拥有当前对象锁。如果当前线程不是此锁的拥有者，会抛出IllegalMonitorStateException异常。

　　唤醒当前对象锁的等待线程使用notify或notifyAll方法，也必须拥有相同的对象锁，否则也会抛出IllegalMonitorStateException异常。

　　waite() 和notify()必须在synchronized函数或synchronized　block中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronized　block中进行调用，虽然能编译通过，但在运行时会发生 IllegalMonitorStateException的异常。

3.yield方法

　　暂停当前正在执行的线程对象。

　　yield()只是使当前线程重新回到可执行状态，所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。

　　yield()只能使同优先级或更高优先级的线程有执行的机会。

4.join方法

　　等待该线程终止。

　　等待调用join方法的线程结束，再继续执行。如：t.join();//主要用于等待t线程运行结束，若无此句，main则会执行完毕，导致结果不可预测。

二、线程同步

一个线程结束的标志是：run()方法结束。

一个机锁被释放的标志是：synchronized块或方法结束。

当有多个线程访问共享数据的时候，就需要对线程进行同步。线程同步相关的方法中的几个主要方法的按照所属可以分成：

Thread类的方法：sleep(),yield()等
Object的方法：wait()和notify()、notifyAll()等

Object中的对象头存放的锁信息在控制同步访问时使用。见《java对象在内存中的结构（HotSpot虚拟机）》和《Synchronized之二：synchronized的实现原理》

Wait()方法和notify()方法：当一个线程执行到wait()方法时，它就进入到一个和该对象相关的等待池中，同时失去了对象的机锁。当它被一个notify()方法唤醒时，等待池中的线程就被放到了锁池中。该线程从锁池中获得机锁，然后回到wait()前的中断现场。

Thread类中的方法：

由于sleep()方法是Thread类的方法，因此它不能改变对象的机锁。所以当在一个Synchronized方法中调用sleep()时，线程虽然休眠了，但是对象的机锁没有被释放，其他线程仍然无法访问这个对象。而wait()方法则会在线程休眠的同时释放掉机锁，其他线程可以访问该对象。

Yield()方法：是停止当前线程，让同等优先权的线程运行。如果没有同等优先权的线程，那么Yield()方法将不会起作用。

join()方法：是由一个线程调用另一个线程，调用线程等待被调用线程终止。

sleep()与wait()的共同点及不同点：

共同点：他们都是在多线程的环境下，都可以在程序的调用处阻塞指定的毫秒数，并返回。
不同点： Thread.sleep(long)可以不在synchronized的块下调用，而且使用Thread.sleep()不会丢失当前线程对任何对象的同步锁(monitor);
object.wait(long)必须在synchronized的块下来使用，调用了之后失去对object的monitor, 这样做的好处是它不影响其它的线程对object进行操作。

举个java.util.Timer的例子来说明。

private void main Loop() {

        while (true) {

        ....

        synchronized(queue) {

        .....

        if (!taskFired) // Task hasn't yet fired; wait

               queue.wait(executionTime - currentTime);

        }

}

在这里为什么要使用queue.wait()，而不是Thread.sleep(), 是因为暂时放弃queue的对象锁，可以让允许其它的线程执行一些同步操作。如：

private void sched(TimerTask task, long time, long period) {

          synchronized(queue) {

              ...

              queue.add(task);

          }

}

但是正如上篇文章讲到的，使用queue.wait(long)的前提条件是sched()动作执行的时间很短，否则如果很长，那么queue.wait()不能够按时醒来。