线程基础知识08 线程的等待和唤醒

1 线程等待和唤醒简介
2 示例：synchronized + Object的wait()和notify()方法
　　2.1 代码
　　2.2 执行结果
　　2.3 注意事项
3 示例 Lock的lock()方法和unlock()方法+await()和signal()方法
　　3.1 代码
　　3.2 执行结果
　　3.3 注意事项
4 LockSupport的park()和unpark()方法
　　4.1 代码
　　4.2 执行结果
　　4.3 注意事项
5 几种等待的特点及区别
6 示例证明LockSupport不会释放锁
7 示例(证明object.wait会释放锁)
8 线程状态迁移图    

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1 简介

　　目前，JAVA提供了三种线程等待唤醒的机制。

　　1）synchronized + Object的wait()和notify()方法

　　2）Lock的lock()方法和unlock()方法+await()和signal()方法

　　3）LockSupport的park()和unpark()方法

2 示例：synchronized + Object的wait()和notify()方法

2.1 代码

public class LockTest1 {

    private static Object lo = new Object();

    public static void main(String[] args) {


        Thread t1 = new Thread(()->{
            synchronized (lo){
                System.out.println("aaaaaaaaaaa1");
                try {
                    lo.wait(); //让出锁，并等待notice
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("aaaaaaaaaaa2");
            }

        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
            synchronized (lo){
                System.out.println("bbbbbbbbb1");
                try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                System.out.println("bbbbbbbbb2");
                lo.notify(); //唤醒t1线程
                try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                System.out.println("bbbbbbbbb3");
            }

        });
        t1.start();
        t2.start();

    }
}

2.2 执行结果

　　t1线程线获得锁，然后调用wait方法让出锁，并等待。t2线程获取锁，然后调用notify()方法唤醒t1线程(注意，t2没有让出锁)，等待t2执行完，t1获取锁继续执行

aaaaaaaaaaa1
bbbbbbbbb1
bbbbbbbbb2
bbbbbbbbb3
aaaaaaaaaaa2

2.3 注意事项

　　1）wait和notice方法的调用必须在synchronize里面

　　2）wait和notice方法一一对应

　　3）wait方法需要先于notice方法执行

3 示例 Lock的lock()方法和unlock()方法+await()和signal()方法

3.1 代码

public class LockTest3 {
    
    static Lock lock = new ReentrantLock();

    static Condition condition = lock.newCondition();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(()->{
            System.out.println("aaaaaaaa1");
            try {
                lock.lock();
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("aaaaaaa2");
                condition.await(); //让出锁，并等待signal
            }catch (Exception e){
            }finally {
                lock.unlock();
                System.out.println("aaaaaaa3");
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
            System.out.println("bbbbbbbb1");
            try {
                lock.lock();
                System.out.println("bbbbbbbbb2");
                Thread.sleep(2000);
                condition.signal();
            }catch (Exception e){
            }finally {
                lock.unlock();
                try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                System.out.println("bbbbbbbbb3");
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

3.2 执行结果

　　t1先调用lock方法，获取锁，然后调用await()方法让出锁，并等待。t2调用lock方法获取锁，调用signal()方法唤醒t1线程(t2没有让出锁)，t2调用unlock方法让出锁，t1获取锁继续执行

aaaaaaaa1
bbbbbbbb1
aaaaaaa2
bbbbbbbbb2
aaaaaaa3
bbbbbbbbb3

3.3 注意事项

　　1）await和signal方法的调用必须在lock和unlock之间

　　2）await和signal方法一一对应

　　3）await方法需要先于signal方法执行

4 LockSupport的park()和unpark()方法

4.1 代码

public class LockTest4 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t1 = new Thread(()->{
            System.out.println("aaaaaaaa1");
            try {
                LockSupport.park();
                System.out.println("aaaaaaa2");
            }catch (Exception e){

            }
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("bbbbbbbb1");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("bbbbbbbbb2");
                LockSupport.unpark(t1);

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

4.2 执行结果

　　t1线程执行，调用park方法，等待被唤醒。t2线程同时执行，调用unpark唤醒t1线程，t1线程继续执行。

　　它和前面相比，没有用到锁，阻塞更少。

aaaaaaaa1
bbbbbbbb1
bbbbbbbbb2
aaaaaaa2

 4.3 注意事项

　　1）park和unpark的调用顺序随意

　　2）调用park方法实际上是将该线程的permit设置为0，它会被阻塞，需要其它线程unpark它，就会把它的permit设置为1，它就会被唤醒

　　3）permit的值只有0和1，所以，无论调用多少次unpark方法，permit的值都会是1，只能唤醒一次

　　

4.3.1 示例1

public class LockTest5 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t1 = new Thread(()->{
            System.out.println("aaaaaaaa1");
            try {
                LockSupport.park();
                System.out.println("aaaaaaaaa2");
                LockSupport.park();
                System.out.println("aaaaaaa3");
            }catch (Exception e){

            }
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("bbbbbbbb1");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("bbbbbbbbb2");
                LockSupport.unpark(t1);
                LockSupport.unpark(t1);
                System.out.println("bbbbbbbbb3");

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

执行结果

　　t1调用了两次park方法，t2虽然为t1调用了两次unpark方法，但是aaaaa3没有打印出来，t1一直阻塞着。因为t1最多只能拿一张通行证，有两个路卡，就只能过一个

aaaaaaaa1
bbbbbbbb1
bbbbbbbbb2
bbbbbbbbb3
aaaaaaaaa2

4.3.2 示例2

public class LockTest5 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t1 = new Thread(()->{
            System.out.println("aaaaaaaa1");
            try {
                LockSupport.park();
                System.out.println("aaaaaaaaa2");

                LockSupport.park();
                System.out.println("aaaaaaa3");
            }catch (Exception e){

            }
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("bbbbbbbb1");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("bbbbbbbbb2");
                LockSupport.unpark(t1);
                Thread.sleep(2000);
                LockSupport.unpark(t1);
                System.out.println("bbbbbbbbb3");

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

执行结果

 　　发现aaaaaa3打印出来了，因为两个unpark之间停顿了2秒，第一个unpark给t1发了一张通行证，过了第一个关卡，permit又变为0了，等了2秒，第二个unpark方法又给它发了一张通行证，过了第二个关卡。

aaaaaaaa1
bbbbbbbb1
bbbbbbbbb2
aaaaaaaaa2
bbbbbbbbb3
aaaaaaa3

Process finished with exit code 0

5 几种等待的特点及区别

	是否是否锁	是否传入等待时间	唤醒	方法调用前提	调用顺序	其它说明
Thread.sleep	否	必须	时间到自动醒
object.wait+notify	是	可传可不传	传时间：时间到自动醒 不传时间：调用notify方法唤醒	必须在synchronized中	wait在前 notify在后
condition.await+signal	是	可传可不传	传时间：时间到自动醒 不传时间：调用signal方法唤醒	必须在Lock unlock之间使用	await在前 signal在后
LockSupport.park+unpark	否	不用传	调用unpark方法唤醒		park和unpark顺序随意	1）调用park方法实际上是 将该线程的permit设置为0， 它会被阻塞，需要其它线程 unpark它就会把它的permit设置为1， 它就会被唤醒 2）permit的值只有0和1，所以， 无论调用多少次unpark方法， permit的值都会是1，只能唤醒一次

6 示例证明LockSupport不会释放锁

public class Test1 {

    //测试park方法是否会释放锁

    public static void main(String[] args) {

        Object o = new Object();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行");
            synchronized (o){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁");
                LockSupport.park();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
            }
        }, "线程1");

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行");
            synchronized (o){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁");
                LockSupport.unpark(t1);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
            }
        }, "线程2");

        t1.start();
        try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        t2.start();
    }
}

执行结果，一直阻塞着，没有执行完

在线程1获取锁后，调用park方法进入等待状态，线程2没有拿到锁，一致处于阻塞状态，说明线程1进入等待时，没有释放锁

线程1执行
线程1拿到锁
线程2执行

7 示例(证明object.wait会释放锁)

public class Test2 {

    //测试object.wait方法是否会释放锁

    public static void main(String[] args) {

        Object o = new Object();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行");
            synchronized (o){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁");
                try { o.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
            }
        }, "线程1");

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行");
            synchronized (o){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁");
                o.notify();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
            }
        }, "线程2");

        t1.start();
        try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        t2.start();
    }

执行结果，在线程1获取锁后，调用wait方法进入等待状态，线程2拿到锁了，说明线程1进入等待时，释放锁了

线程1执行
线程1拿到锁
线程2执行
线程2拿到锁
线程2执行结束
线程1执行结束

8 线程状态迁移图