Java中唤醒线程的方法及机制详解
编辑：本站更新：2024-09-04 03:25:44人气：6987
在 Java 并发编程领域，理解并掌握如何正确地管理线程的生命周期至关重要。其中一个重要环节就是“唤醒”一个被阻塞或等待状态中的线程以继续执行任务。本文将深入探讨Java中用于实现这一目标的关键方法和内在工作机制。
首先，在Java多线程模型里，并没有直接提供名为"唤醒"的操作命令。但通过使用监视器（Monitor）模式以及相关的同步工具类如`java.util.concurrent.locks.Condition`等，可以间接达到控制与调度线程的目的。
1. **wait/notify/notifyAll**
在内置锁对象上调用 `Object.wait()` 方法可以使当前持有该锁的线程进入 WAITING 或 TIMED_WAITING 状态，从而释放锁定资源给其他线程。当满足特定条件时，可以通过调用同一把锁上的 `object.notify()` 或者 `object.notifyAll()` 来通知处于 wait 状态的一个或者所有线程重新竞争获取这把锁进而恢复运行。
- `wait()`: 当前线程放弃持有的 monitor 锁并让出 CPU 给其它线程，直到接到 notify()/notifyAll() 信号或其他中断事件才会从 wait 队列移到 entry 队列再次尝试获得 lock。
- `notify()`: 唤醒在此对象监视器上等待的一条单个线程，选择是任意性的且非公平性决定。
- `notifyAll()`: 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程，这些线程都将变为可运行态参与锁的竞争。
2. **Condition接口**
自JDK5开始引入了并发包(`java.util.concurrent`)后，推荐使用的更高级、功能更强也更具可控性的线程协作方式则是基于 Condition 对象来完成：
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
// 执行condition.await()
lock.lock();
try {
while(!shouldContinue()) {
condition.await();
}
doWork();
} finally {
lock.unlock();
}
// 触发condition.signal/allSignal()
lock.lock();
try {
signalSomeEvent();
condition.signalAll(); // 或者signal单一线程
}finally{
lock.unlock();
}
使用 `await()` 方法会让当前线程陷入等待队列并且会自动释放关联的lock；而 `signal()` 和 `signalAll()` 则分别负责唤醒正在此_condition_下等待的一个线程或全部线程。这种方式相比于传统的 `wait-notify` 更加清晰明确，因为每个-condition-都对应一种具体的等待条件，使得代码逻辑更加易读易于维护，同时避免了因误操作引发的问题。
总结来说，无论是基础的 Object 类提供的 wait/notify 方式还是更为先进的 java.util.concurrent 包下的 Condition 接口及其相关API，其核心都是围绕着对共享资源进行安全高效的访问控制并通过一定的协调手段确保各个线程能够按照预期的时间点醒来工作。然而实际开发过程中应当尽量采用更高层次抽象封装好的并发组件来进行设计编码，以便降低复杂度提高程序健壮性和稳定性。
首先，在Java多线程模型里，并没有直接提供名为"唤醒"的操作命令。但通过使用监视器（Monitor）模式以及相关的同步工具类如`java.util.concurrent.locks.Condition`等，可以间接达到控制与调度线程的目的。
1. **wait/notify/notifyAll**
在内置锁对象上调用 `Object.wait()` 方法可以使当前持有该锁的线程进入 WAITING 或 TIMED_WAITING 状态，从而释放锁定资源给其他线程。当满足特定条件时，可以通过调用同一把锁上的 `object.notify()` 或者 `object.notifyAll()` 来通知处于 wait 状态的一个或者所有线程重新竞争获取这把锁进而恢复运行。
- `wait()`: 当前线程放弃持有的 monitor 锁并让出 CPU 给其它线程，直到接到 notify()/notifyAll() 信号或其他中断事件才会从 wait 队列移到 entry 队列再次尝试获得 lock。
- `notify()`: 唤醒在此对象监视器上等待的一条单个线程，选择是任意性的且非公平性决定。
- `notifyAll()`: 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程，这些线程都将变为可运行态参与锁的竞争。
2. **Condition接口**
自JDK5开始引入了并发包(`java.util.concurrent`)后，推荐使用的更高级、功能更强也更具可控性的线程协作方式则是基于 Condition 对象来完成：
java
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
// 执行condition.await()
lock.lock();
try {
while(!shouldContinue()) {
condition.await();
}
doWork();
} finally {
lock.unlock();
}
// 触发condition.signal/allSignal()
lock.lock();
try {
signalSomeEvent();
condition.signalAll(); // 或者signal单一线程
}finally{
lock.unlock();
}
使用 `await()` 方法会让当前线程陷入等待队列并且会自动释放关联的lock；而 `signal()` 和 `signalAll()` 则分别负责唤醒正在此_condition_下等待的一个线程或全部线程。这种方式相比于传统的 `wait-notify` 更加清晰明确，因为每个-condition-都对应一种具体的等待条件，使得代码逻辑更加易读易于维护，同时避免了因误操作引发的问题。
总结来说，无论是基础的 Object 类提供的 wait/notify 方式还是更为先进的 java.util.concurrent 包下的 Condition 接口及其相关API，其核心都是围绕着对共享资源进行安全高效的访问控制并通过一定的协调手段确保各个线程能够按照预期的时间点醒来工作。然而实际开发过程中应当尽量采用更高层次抽象封装好的并发组件来进行设计编码，以便降低复杂度提高程序健壮性和稳定性。
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