你能說出多執行緒中 sleep、yield、join 的用法及 sleep與wait區別嗎？

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作者：noteless cnblogs.com/noteless/p/10443446.html

Object中的wait、notify、notifyAll，可以用於執行緒間的通訊，核心原理為藉助於監視器的入口集與等待集邏輯

通過這三個方法完成執行緒在指定鎖（監視器）上的等待與喚醒，這三個方法是以鎖（監視器）為中心的通訊方法

除了他們之外，還有用於執行緒調度、控制的方法，他們是sleep、yield、join方法，他們可以用於執行緒的協作，他們是圍繞著執行緒的調度而來的

sleep方法

有兩個版本的sleep方法，看得出來，核心仍舊是native方法

非native方法只是進行了參數校驗，接著仍舊是調用的native方法，這個情形與wait是類似的

接下來仔細看下，native版本的sleep

在指定的毫秒數內讓當前正在執行的執行緒休眠（暫停執行），此操作受到系統計時器和調度程式精度和準確性的影響。該執行緒不丟失任何監視器的所屬權。

注意：

sleep不會釋放鎖，不會釋放鎖，不會釋放鎖，可以理解為他進入監視器這個房間之後，在這房間裡面睡著了

與wait類似的是，sleep也是可中斷方法（從方法簽名可以看得出來，可能拋出InterruptedException），也就是說如果一個執行緒正在sleep，如果另外的執行緒將他中斷（調用interrupt方法），將會拋出異常，並且中斷狀態將會擦除

所以對於sleep方法，要麼自己醒來，要麼被中斷後也會醒來。擴展：多執行緒基礎體系知識清單

對於sleep始終有一個超時時間的設置，所以，儘管他是在監視器內睡著了，但是並不會導致死鎖，因為他終究是要醒來的

如下，執行緒休眠500毫秒，主執行緒50毫秒列印一次狀態

ps：sleep方法的調用結果為狀態：TIMED_WAITING

藉助於sleep方法，可以模擬執行緒的順序執行

比如下面示例，兩個階段，第二個階段將在第一個階段執行之後才會執行

package test1;  import java.lang.Thread.State;  public class T16 {  public static void main(String[] args) {  //模擬執行任務的第一個階段的執行  Thread stepOne = new Thread(() -> {  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 第一階段任務開始執行");  try {  Thread.sleep(1000);  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 第一階段任務執行結束");  } catch (InterruptedException e) {  }  }, "firstStage");  stepOne.start();  //模擬任務第二個階段的執行  Thread stepTwo = new Thread(() -> {  while (!State.TERMINATED.equals(stepOne.getState())) {  try {  Thread.sleep(100);  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 我在等待第一階段任務執行結束");  } catch (InterruptedException e) {  }  }  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : 第二階段任務執行結束");  }, "secondStage");  stepTwo.start();  }  }

另外，你應該已經注意到sleep方法都有static修飾，既然是靜態方法，在Thread中的慣例就是針對於：當前執行緒，當前執行緒，當前執行緒

yield方法

對於sleep或者wait方法，他們都將進入特定的狀態，伴隨著狀態的切換，也就意味著等待某些條件的發生，才能夠繼續，比如條件滿足，或者到時間等

但是yield方法不涉及這些事情，他針對的是時間片的劃分與調度，所以對開發者來說只是臨時讓一下，讓一下他又不會死，就只是再等等。

yield方法將會暫停當前正在執行的執行緒對象，並執行其他執行緒，他始終都是RUNNABLE狀態。

不過要注意，可以認為yield只是一種建議性的，如果調用了yield方法，對CPU時間片的分配進行了「禮讓」，他仍舊有可能繼續獲得時間片，並且繼續執行

所以一次調用yield 並不一定會代表肯定會發生什麼

藉助於while循環以及yield方法，可以看得出來，也能一定程度上達到執行緒排序等待的效果

yield也是靜態方法，所以，也是針對於當前執行緒，當前執行緒，當前執行緒。擴展：多執行緒基礎體系知識清單

join方法

三個版本的join方法

方法的實現過程，與wait也是非常類似，下面兩個版本的方法一個調用join（0）,一個參數校驗後，調用join（millis），所以根本還是單參數版本的join方法

在方法深入介紹前先看個例子

一個執行緒，循環5次，每次sleep 1s，主執行緒中列印資訊

從結果可以看到，主執行緒總是在執行緒執行之後，才會執行，也就是主執行緒在等待我們創建的這個執行緒結束，結束了之後才會繼續進行

如果調整下順序—>start 與 join的先後順序，再次看下情況，可以發現順序沒有保障了

結論：

主執行緒main中調用啟動執行緒（調用start），然後調用該執行緒的join方法，可以達到主執行緒等待工作執行緒運行結束才執行的效果，並且join要在start調用後

如何做到的？

從上面源程式碼可以看得出來，內部調用了wait方法，所以也能明白為啥join也會拋出InterruptedException了吧

主執行緒main中調用thread.join（）方法，join方法相當於join（0），也就是

while (isAlive()) {     wait(0);  }

而這個wait（0）就相當於是this.wait（0），this就是我們自己創建的那個執行緒thread，看看方法的簽名是不是有一個synchronized

isAlive（）也是this.isAlive（），也就是如果當前執行緒alive（已經啟動，但是未終止），那麼將持續等待，等待的臨界資源就是我們創建的這個執行緒對象本身。

推薦：多執行緒基礎體系知識清單

所以這兩行程式碼的含義就是：

該執行緒是否還存活？如果存活，調用join的那個執行緒將會在這個對象上進行等待（進入該執行緒對象的等待集）

也就是說調用一個執行緒的join方法，就是在這個執行緒是等待，這個執行緒對象就是我們的鎖對象（不要疑惑，Object都可以作為鎖，Thread實例對象怎麼不可以？）

肯定大家很奇怪，既然是等待，wait又不會自己醒來，那不是出問題了嗎？

其實執行緒結束後，會調用this.notifyAll，所以主執行緒main會被喚醒

如果傳遞的參數不為0，將會走到下面的分支，會wait指定時長，與上面的邏輯一致，只不過是有指定超時時長而已

long delay = millis - now;  if (delay <= 0) {     break;    }  wait(delay);  now = System.currentTimeMillis() - base;

手動版本的等待結束

只是將join方法換成了同步程式碼塊，鎖對象為那個執行緒的實例對象thread，調用他的wait方法

從結果上看，效果一樣

（不過此處沒有持續監測isAlive（），所以一旦主執行緒醒來，即使執行緒沒有結束，也會繼續，不能百分百確保main肯定等待執行緒結束）

不過要注意：注釋中有說明，自己不要使用Thread類的實例對象作為鎖對象，如果是現在這種場景，使用join即可

為什麼？從我們目前來看，join方法就是以這個對象為鎖，如果你自己在使用，又是wait又是notify（notifyAll）的，萬一出現什麼隱匿的問題咋辦？

所以join方法的原理就是：將指定的Thread實例對象作為鎖對象，在其上進行同步，只要那個執行緒還活著，那麼就會持續等待（或者有限時長）

執行緒終止之後會調用自身this.notifyAll，以通知在其上等待的執行緒

簡單說，只要他活著大家就都等著， 他死了會通知，所以效果就是在哪裡調用了誰的join，哪裡就要等待這個執行緒結束，才能繼續

為什麼要在start之後？

如上面所示，將join改造成同步程式碼塊如下所示，如果這段同步程式碼在start方法之前

看下結果，沒有等待指定執行緒結束，main主執行緒就結束了

因為如果還沒有調用start方法，那麼isAlive是false（已開始未結束），主執行緒根本就不會等待，所以繼續執行，然後繼續到下面的start，然後主執行緒結束

所以，為什麼join方法一定要在start之前？

就是因為這個isAlive方法的校驗，你沒有start，isAlive就是false，就不會同步等待，所以必須要先start，然後才能join

小結：

對於join方法，有兩個關鍵：

  • 調用的哪個對象的join？
  • 在哪裡調用的？

換一個說法：

join的效果是：一個執行緒等待另一個執行緒（直到結束或者持續一段時間）才執行，那麼誰等待誰？

在哪個執行緒調用，哪個執行緒就會等待；調用的哪個Thread對象，就會等待哪個執行緒結束；

狀態圖回顧

在回顧下之前狀態一文中的切換圖，又了解了這幾個方法後，應該對狀態切換有了更全面的認識

總結

對於yield方法，比較容易理解，只是簡單地對於CPU時間片的「禮讓」，除非循環yield，否則一次yield，可能下次該執行緒仍舊可能會搶佔到CPU時間片，可能方法調用和不調用沒差別

sleep是靜態方法，針對當前執行緒，進入休眠狀態，兩個版本的sleep方法始終有時間參數，所以必然會在指定的時間內蘇醒，他也不會釋放鎖，當然，sleep方法的調用非必須在同步方法（同步程式碼塊）內

join是實例方法，表示等待誰，是用於執行緒順序的調度方法，可以做到一個執行緒等待另外一個執行緒，join有三個版本，指定超時時間或者持續等待直到目標執行緒執行結束，join也無需在同步方法（同步程式碼塊）內

sleep和join都是可中斷方法，被其他執行緒中斷時，都會拋出InterruptedException異常，並且會醒來

join方法底層依賴wait，我們對比下wait與sleep

  • wait和sleep都會使執行緒進入阻塞狀態，都是可中斷方法，被中斷後都會拋出異常
  • wait是Object的方法，sleep是Thread的方法
  • wait必須在同步中執行，sleep不需要（join底層依賴wait，但是不需要在同步中，因為join方法就是synchronized的）
  • wait會釋放鎖，sleep不會釋放鎖
  • wait（無超時設置的版本）會持續阻塞，必須等待喚醒，而sleep必然有超時，所以一定會自己醒來
  • wait 實例方法（Object），在對象上調用，表示在其上等待；sleep靜態方法，當前執行緒

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