王磊

V1

2022/04/18阅读:10主题:自定义主题1

面试突击40:线程休眠的方法有哪些?

在 Java 中,让线程休眠的方法有很多,这些方法大致可以分为两类,一类是设置时间,在一段时间后自动唤醒,而另一个类是提供了一对休眠和唤醒的方法,在线程休眠之后,可以在任意时间对线程进行唤醒。

PS:休眠是指让某个线程暂停执行(进入等待状态),唤醒指的是让某个暂停的线程继续执行。

线程休眠的方法有以下 5 个:

  1. Thread.sleep
  2. TimeUnit
  3. wait
  4. Condition
  5. LockSupport

其中 sleep 和 TimeUnit 是让线程休眠一段时间后自动唤醒,而 wait、Condition、LockSupport 提供了一对休眠和唤醒线程的方法,可以实现任意时刻唤醒某个线程。

方法1:Thread.sleep

Thread.sleep 方法来自于 Thread 类,它是一个 native 本地方法,其实现源码如下:

public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;

Thread.sleep 方法需要传递一个 long 类型的毫秒数,表示 n 毫秒之后自动唤醒,它的基础用法如下:

Thread t1 = new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程执行:" + LocalDateTime.now());
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("线程结束:" + LocalDateTime.now());
    }
};
t1.start();

以上程序的执行结果如下图所示: image.png

方法2:TimeUnit

sleep 方法因为要传递一个毫秒类型的参数,因此在设置大一点的时间时比较麻烦,比如设置 1 小时或 1 天时,此时我们就可以使用 TimeUnit 来替代 sleep 方法实现休眠。 TimeUnit 的功能和 sleep 一样,让线程休眠 N 个单位时间之后自动唤醒,它的基础用法如下:

Thread t1 = new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程执行:" + LocalDateTime.now());
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1); // 休眠 1s
            //TimeUnit.DAYS.sleep(1); // 休眠 1 天
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("线程结束:" + LocalDateTime.now());
    }
};
t1.start();

以上程序的执行结果如下图所示: image.png 当我们查看 TimeUnit 源码时就会发现,它的底层是基于 Thread.sleep 方法实现的,其实现源码如下: image.png

方法3:wait

wait/notify/notifyAll 都来自于 Object 类,其中:

  • wait() / wait(long timeout):表示让当前线程进入休眠状态。
  • notify():唤醒当前对象上的一个休眠线程。
  • notifyAll():唤醒当前对象上的所有休眠线程。

其中 wait() 方法表示让当前线程无限期等待下去,直到遇到 notify/notifyAll 方法时才会被唤醒,而 wait(long timeout) 表示接收一个 long 类型的超时时间,如果没有遇到 notify/notifyAll 会在 long 毫秒之后自动唤醒,如果遇到了 notify/notifyAll 方法会立即被唤醒。 它的基础用法如下:

Object lock = new Object();
new Thread(() -> {
    synchronized (lock) {
        try {
            // 让当前线程休眠
            lock.wait();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}).start();
synchronized (lock) {
    lock.notify(); // 唤醒当前对象上一个休眠线程
    // lock.notifyAll(); // 唤醒当前对象上所有休眠的线程
}

需要注意的是 wait/notify/notifyAll 在使用时必须要配合 synchronized 一起使用,否则程序执行会报错。

方法4:Condition

Condition 作为 wait 的升级版,它提供的常用方法有以下几个:

  • await():让当前线程进入等待状态,直到被通知(signal)或者被中断时才会继续执行。
  • awaitUninterruptibly():让当前线程进入等待状态,直到被通知才会被唤醒,它对线程的中断通知不做响应。
  • await(long time, TimeUnit unit):在 await() 方法的基础上添加了超时时间,如果过了超时时间还没有遇到唤醒方法则会自动唤醒并恢复执行。
  • awaitUntil(Date deadline):让当前线程进入等待状态,如果没有遇到唤醒方法也会在设置的时间之后自动唤醒。
  • signal():唤醒一个等待在 Condition 上的线程。
  • signalAll():唤醒等待在 Condition 上所有的线程。

它的基本用法如下:

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ConditionExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建锁
        final Lock lock = new ReentrantLock();
        // 创建 Condition
        final Condition condition = lock.newCondition();
        new Thread(() -> {
            System.out.println("线程执行:" + LocalDateTime.now());
            lock.lock(); // 得到锁
            try {
                // 休眠线程
                condition.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock(); // 释放锁
            }
            System.out.println("线程结束:" + LocalDateTime.now());
        }).start();
        Thread.sleep(1000);
        lock.lock(); // 得到锁
        try {
            // 唤醒线程
            condition.signal();
        } finally {
            lock.unlock(); // 释放锁
        }
    }
}

相比于 wait 方法,Condition 对象更加灵活,因为它可以在一把锁上定义多个 Condition 对象进行使用,如下代码所示:

 // 创建锁
final Lock lock = new ReentrantLock();
// 创建 Condition 1
final Condition condition = lock.newCondition();
// 创建 Condition 2
final Condition condition2 = lock.newCondition();
// ......

方法5:LockSupport

LockSupport 是更加底层的操作线程休眠和唤醒的对象,它提供了两个常用的方法:

  • LockSupport.park():休眠当前线程。
  • LockSupport.unpark(Thread thread):唤醒一个指定的线程。

它的基础用法如下:

Thread t1 = new Thread(() -> {
    System.out.println("线程1休眠");
    LockSupport.park(); // 休眠线程
    System.out.println("线程1执行结束");
}, "线程1");
t1.start();

Thread t2 = new Thread(() -> {
    System.out.println("线程2休眠");
    LockSupport.park(); // 休眠线程
    System.out.println("线程2执行结束");
}, "线程2");
t2.start();

Thread t3 = new Thread(() -> {
    try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("唤醒线程1");
    LockSupport.unpark(t1); // 唤醒线程1
}, "线程3");
t3.start();

以上程序的执行结果如下图所示: image.png

总结

Thread.sleep 和 TimeUnit 是让线程休眠并在一段时间后自动唤醒,而 wait、Condition、LockSupport 提供了休眠和唤醒线程的方法,其中 Condition 为 wait 方法的升级版,而 LockSupport 是更底层的让线程休眠和唤醒的方法,它可以实现唤醒某个指定的线程,这是其它方法所不具备的(功能)。

是非审之于己,毁誉听之于人,得失安之于数。

公众号:Java面试真题解析

面试合集:https://gitee.com/mydb/interview

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