Java Thread: Wait, Notify and Interrupt
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Java Thread可以执行在多核(并行)或者时间份片的单核处理器上执行(并发)。 一般接口是:

public interface Runable {
public abstract void run();
}

public class Thread implements Runable {
public synchronized void start();
public void run() {...}
public void interrupt() {...}
...
}

每个Java对象都关联一个等待集合(wait set),集合中的元素是线程。 Java通过以下三个方法对等待集合进行原子操作:

  • Object.wait()
  • Object.notify()
  • Object.notifyAll()

等待集合也受线程打断状态影响:

  • Thread.interrupt()

wait

wait动作在调用以下方法时发生:

wait()
wait(long millisecs)
wait(long millisecs, int nanosecs)

如果调用成功,wait行为将发生阻塞,直到被唤醒。 如果调用失败,将抛出异常。

例如,线程t调用对象m的wait(),并且t在m上获得锁的个数为n。 接下来可能发生以下几种情况:

  • 如果n=0,抛出IllegalMonitorStateException。这是因为t尚未获得m的锁。
  • 如果wait的参数错误,抛出IllegalArgumentException
  • 如果t被打断,抛出InterruptedException,t的打断状态设为false。
  • 否则,以下流程将顺序执行:
  • t添加到m的等待集合,并且t在m上执行n次unlock动作。 t被阻塞,直到遇到以下任意动作才被移出等待集合。
  • m的notify动作被执行且t被选中移出等待集合
  • m的notifyAll动作被执行
  • t的interrupt动作被执行
  • wait的时间到
  • t在m上执行n次lock动作。
  • 如果t因为interrupt动作被移出等待集合,那么t的打断状态被设为false, 并抛出InterruptedException。

Notification

唤醒动作在调用以下方法时发生:

notify()
notifyAll()

当调用对象m的notify()时,从m的等待集合中移出一个线程t,并使t在m上执行n次lock动作。 具体的从等待集合中选出那个线程是没有保证的。

当调用对象m的notify()时,从m的等待集合中移出所有线程。 但是只有一个线程能在m上执行n次lock动作,其余线程仍将阻塞,等待锁的释放。

Interruptions

打断动作在调用以下方法时发生:

Thread.interrupt()
ThreadGroup.interrupt()

当线程t的interrupt()被调用时,t的打断状态被设为true。 如果t在某个对象的等待集合中,则移出t,然后t竞争对象的锁,打断状态设为false, 最后抛出InterruptedException

调用Thread.interrupted()将获得线程的打断状态,并清除其打断状态为false。 调用Thread.isInterrupted()将直接获得线程的打断状态,并不清除。

总结

如果线程t在等待时同时收到唤醒动作和打断动作,那么线程t可能:

  • 从wait正常返回,但仍有一个未决的interrupt(也就是说Thread.interrupted()将返回true)
  • 从wait抛出InterruptedException

在线程正常返回时,可能打断状态可能未重置。

同样,唤醒动作也不会因Interrupt而丢失。只要调用notify(),必有一个线程正常wait返回。

Reference

  • JLS7, Chapter17

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