Java 多线程知识汇总（一）wait, notify, notifyAll, join，yeild, interrupt

Object 下的几个重要函数

wait() 函数

当一个线程调用变量的 wait 函数时，该调用线程会被挂起，直到以下几种情形之一才会返回。

• 其他线程调用了该变量的 notify() 方法或者 notifyAll() 方法。
• 其他线程调用了该线程的 interrupt() 方法， 该线程抛出 InterruptedException 异常返回。

wait(long timeout) 函数

如果一个线程调用共享对象的该方法挂起后，没有在指定的 timeout ms时间内被其他线程调用该共享变量的notify() 或者 notifyAll() 方法唤醒，那么该函数还是会因为超时而返回。

• 如果将 timeout 设置为 0 则和 wait 方法效果一样，因为在 wait 方法内部就是调用了 wait(0)。
• 如果在调用该函数时，传递了一个负的 timeout 则会抛出 IllegalArgumentException 异常。

notify() 函数

唤醒一个在该共享变量上调用 wait 系列方法后被挂起的线程。一个共享变量上可能会有多个线程在等待，具体唤醒哪个等待的线程是随机的。

被唤醒的线程不能马上从 wait 方法返回并继续执行，它必须在获取了共享对象的监视器锁后才可以返回，也就是唤醒它的线程释放了共享变量上的监视器锁后，被唤醒的线程也不一定会获取到共享对象的监视器锁，这是因为该线程还需要和其他线程一起竞争该锁，只有该线程竞争到了共享变量的监视器锁后才可以继续执行。

notifyAll() 函数

不同于在共享变量上调用 notify() 函数会唤醒被阻塞到该共享变量上的一个线程，notifyAll() 方法则会唤醒所有在该共享变量上由于调用 wait 系列方法而被挂起的线程。

一个需要注意的地方是，在共享变量上调用 notifyAll() 方法只会唤醒调用这个方法前调用了 wait 系列函数而被放入共享变量等待集合里面的线程。如果调用 notifyAll() 方法后一个线程调用了该共享变量的 wait() 方法而被放入阻塞集合，则该线程是不会被唤醒的。

Thread 下的几个重要方法

join() 函数

由 Thread 直接提供，join 方法，就是等待线程加载完成之后再结束。等待某个线程执行完成之后再执行后续动作

sleep() 函数

Thread 类的一个静态方法。

• 当一个执行中的线程调用了 Thread 的 sleep 方法后，调用线程会暂时让出指定时间的执行权，也就是在这期间不参与 CPU 的调度，但是该线程所拥有的监视器资源，比如锁还是持有不让出的。指定的睡眠时间到了后该函数会正常返回，线程就处于就绪状态，然后参与 CPU 的调度，获取到 CPU 资源后就可以继续运行了。
• 如果在睡眠期间其他线程调用了该线程的 interrupt() 方法中断了该线程，则该线程会在调用 sleep 方法的地方抛出 InterruptedException异常而返回。

yield() 让出 CPU 执行权

Thread类中的一个静态方法。

• 当一个线程调用 yield 方法时，实际就是在暗示线程调度器当前线程请求让出自己的 CPU 使用，但是线程调度器可以无条件忽略这个暗示。我们知道操作系统是为每个线程分配一个时间片来占有 CPU 的，正常情况下当一个线程把分配给自己的时间片使用完后，线程调度器才会进行下一轮的线程调度，而当一个线程调用了 Thread 类的静态方法 yield 时，是在告诉线程调度器自己占有的时间片中还没有使用完的部分自己不想使用了，这暗示线程调度器现在就可以进行下一轮的线程调度。
• 当一个线程调用 yield 方法时，当前线程会让出 CPU 使用权，然后处于就绪状态，线程调度器会从线程就绪队列里面获取一个线程优先级最高的线程，当然也有可能会调度到刚刚让出 CPU 的那个线程来获取 CPU 执行权。
• 一般很少使用这个方法，在调试或者测试时这个方法或许可以帮助复现由于并发竞争条件导致的问题，其在设计并发控制时或许会有用途。

sleep 与 yield 方法的区别

在于，当线程调用 sleep 方法时调用线程会被阻塞挂起指定的时间，在这期间线程调度器不会去调度该线程。而调用 yield 方法时，线程只是让出自己剩余的时间片，并没有被阻塞挂起，而是处于就绪状态，线程调度器下一次调度时就有可能调度到当前线程执行。

线程中断

Java 中的线程中断是一种线程间的协作模式，通过设置线程的中断标志并不能直接终止该线程的执行，而是被中断的线程根据中断状态自行处理。

void interrupt() 方法

中断线程，例如，当线程 A 运行时，线程B 可以调用线程 A 的 interrupt() 方法来设置线程 A 的中断标志为 true 并立即返回。设置标志仅仅是设置标志，线程A 实际并没有被中断，它会继续往下执行。如果线程 A 因为调用了 wait 系列函数、join 方法或者 sleep 方法而被阻塞挂起，这时候若线程 B 调用线程 A 的interrupt() 方法，线程 A 会在调用这些方法的地方抛出 InterruptedException 异常而返回。

boolean isInterrupted()

检测当前线程是否被中断，如果是，返回 true，否则返回 false。

boolean interrupted()

检测当前线程是否被中断，如果是返回 true，否则返回 false。与 isInterrupted 不同的是，该方法如果发现当前线程被中断，则会清除中断标志，并且该方法是 static 方法，可以通过 Thread 类直接调用。另外从下面的代码可以知道，在 interrupted() 内部是获取当前调用线程的中断标志而不是调用 interrupted() 方法的实例对象的中断标志。

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread threadOne = new Thread(() -> {
            for (; ; ) {
            }
        });
        //启动线程
        threadOne.start();
        //设置中断标志
        threadOne.interrupt();
        //获取中断标志
        System.out.println("isInterrupted:" + threadOne.isInterrupted());
        //获取中断标志并重置
        System.out.println("isInterrupted:" + threadOne.interrupted());
        //获取中断标志并重置
        System.out.println("isInterrupted:" + Thread.interrupted());
        //获取中断标志
        System.out.println("isInterrupted:" + threadOne.isInterrupted());
        threadOne.join();
        System.out.println("main thread is over");
    }
}

上面的代码输出为:

isInterrupted:true
isInterrupted:false
isInterrupted:false
isInterrupted:true

为什么呢？在 interrupted() 方法内部是获取当前线程的中断状态，这里虽然调用了 threadOne 的 interrupted() 方法，但是获取的是主线程的中断标志，因为主线程是当前线程。threadOne.interrupted() 和 Thread.interrupted() 方法的作用是一样的，目的都是获取当前线程的中断标志。