一、為什么引入線程阻塞機(jī)制？
為了解決對(duì)共享存儲(chǔ)區(qū)的訪問沖突，Java 引入了同步機(jī)制，現(xiàn)在讓我們來(lái)考察多個(gè)線程對(duì)共享資源的訪問，顯然同步機(jī)制已經(jīng)不夠了，因?yàn)樵谌我鈺r(shí)刻所要求的資源不一定已經(jīng)準(zhǔn)備好了被訪問，反過來(lái)，同一時(shí)刻準(zhǔn)備好了的資源也可能不止一個(gè)。為了解決這種情況下的訪問控制問題，Java 引入了對(duì)阻塞機(jī)制的支持。
阻塞指的是暫停一個(gè)線程的執(zhí)行以等待某個(gè)條件發(fā)生（如某資源就緒），學(xué)過操作系統(tǒng)的同學(xué)對(duì)它一定已經(jīng)很熟悉了。Java 提供了大量方法來(lái)支持阻塞，下面讓我們逐一分析。
二、Java中實(shí)現(xiàn)線程阻塞的方法：
（1）線程睡眠：Thread.sleep (long millis)方法，使線程轉(zhuǎn)到阻塞狀態(tài)。millis參數(shù)設(shè)定睡眠的時(shí)間，以毫秒為單位。當(dāng)睡眠結(jié)束后，就轉(zhuǎn)為就緒（Runnable）狀態(tài)。sleep()平臺(tái)移植性好。
（2）線程等待：Object類中的wait()方法，導(dǎo)致當(dāng)前的線程等待，直到其他線程調(diào)用此對(duì)象的 notify() 喚醒方法。這個(gè)兩個(gè)喚醒方法也是Object類中的方法，行為等價(jià)于調(diào)用 wait() 一樣。wait() 和 notify() 方法：兩個(gè)方法配套使用，wait() 使得線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它有兩種形式，一種允許 指定以毫秒為單位的一段時(shí)間作為參數(shù)，另一種沒有參數(shù)，前者當(dāng)對(duì)應(yīng)的 notify() 被調(diào)用或者超出指定時(shí)間時(shí)線程重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)，后者則必須對(duì)應(yīng)的 notify() 被調(diào)用.
（3）線程禮讓，Thread.yield() 方法，暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對(duì)象，把執(zhí)行機(jī)會(huì)讓給相同或者更高優(yōu)先級(jí)的線程。yield() 使得線程放棄當(dāng)前分得的 CPU 時(shí)間，但是不使線程阻塞，即線程仍處于可執(zhí)行狀態(tài)，隨時(shí)可能再次分得 CPU 時(shí)間。調(diào)用 yield() 的效果等價(jià)于調(diào)度程序認(rèn)為該線程已執(zhí)行了足夠的時(shí)間從而轉(zhuǎn)到另一個(gè)線程.
（4）線程自閉，join()方法，等待其他線程終止。在當(dāng)前線程中調(diào)用另一個(gè)線程的join()方法，則當(dāng)前線程轉(zhuǎn)入阻塞狀態(tài)，直到另一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，當(dāng)前線程再由阻塞轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)。
（5）suspend() 和 resume() 方法：兩個(gè)方法配套使用，suspend()使得線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，并且不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，必須其對(duì)應(yīng)的resume() 被調(diào)用，才能使得線程重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)。典型地，suspend() 和 resume() 被用在等待另一個(gè)線程產(chǎn)生的結(jié)果的情形：測(cè)試發(fā)現(xiàn)結(jié)果還沒有產(chǎn)生后，讓線程阻塞，另一個(gè)線程產(chǎn)生了結(jié)果后，調(diào)用 resume() 使其恢復(fù)。Thread中suspend()和resume()兩個(gè)方法在JDK1.5中已經(jīng)廢除，不再介紹。因?yàn)橛兴梨i傾向。
這里，筆者放入一張線程生命周期的經(jīng)典圖片，來(lái)幫助讀者理解，里面展示了一個(gè)線程從創(chuàng)建->運(yùn)行->阻塞->運(yùn)行->死亡的全過程：
三、常用線程名詞解釋
主線程：JVM調(diào)用程序main()所產(chǎn)生的線程。
當(dāng)前線程：這個(gè)是容易混淆的概念。一般指通過Thread.currentThread()來(lái)獲取的進(jìn)程。
后臺(tái)線程：指為其他線程提供服務(wù)的線程，也稱為守護(hù)線程。JVM的垃圾回收線程就是一個(gè)后臺(tái)線程。用戶線程和守護(hù)線程的區(qū)別在于，是否等待主線程依賴于主線程結(jié)束而結(jié)束
前臺(tái)線程：是指接受后臺(tái)線程服務(wù)的線程，其實(shí)前臺(tái)后臺(tái)線程是聯(lián)系在一起，就像傀儡和幕后操縱者一樣的關(guān)系。傀儡是前臺(tái)線程、幕后操縱者是后臺(tái)線程。由前臺(tái)線程創(chuàng)建的線程默認(rèn)也是前臺(tái)線程。可以通過isDaemon()和setDaemon()方法來(lái)判斷和設(shè)置一個(gè)線程是否為后臺(tái)線程。
可見進(jìn)程：可見進(jìn)程是指一些不在前臺(tái)，但用戶依然可見的進(jìn)程，舉例來(lái)說：各種widget、輸入法等，都屬于visibe。這部分進(jìn)程雖然不在前臺(tái)，但與我們的使用也是密切相關(guān)，我們并不希望它被系統(tǒng)終止。
“前臺(tái)可見進(jìn)程服務(wù)于后臺(tái)空進(jìn)程”——這是記錄線程重要性的口訣，
重要性一次遞減即，前臺(tái)進(jìn)程>可見進(jìn)程>服務(wù)進(jìn)程>后臺(tái)進(jìn)程>空進(jìn)程。
線程類的一些常用方法：
sleep(): 強(qiáng)迫一個(gè)線程睡眠Ｎ毫秒。
isAlive(): 判斷一個(gè)線程是否存活。
join(): 等待線程終止。
activeCount(): 程序中活躍的線程數(shù)。
enumerate(): 枚舉程序中的線程。
currentThread(): 得到當(dāng)前線程。
isDaemon(): 一個(gè)線程是否為守護(hù)線程。
setDaemon(): 設(shè)置一個(gè)線程為守護(hù)線程。(用戶線程和守護(hù)線程的區(qū)別在于，是否等待主線程依賴于主線程結(jié)束而結(jié)束)
setName(): 為線程設(shè)置一個(gè)名稱。
wait(): 強(qiáng)迫一個(gè)線程等待。
notify(): 通知一個(gè)線程繼續(xù)運(yùn)行。
setPriority(): 設(shè)置一個(gè)線程的優(yōu)先級(jí)。
補(bǔ)充：java處理線程阻塞的小技巧
在java中我們使用多線程去處理一些業(yè)務(wù)，如果業(yè)務(wù)比較復(fù)雜且當(dāng)并發(fā)量有挺大的時(shí)候，很有可能出現(xiàn)線程阻塞的問題。
案例：
有一個(gè)觸發(fā)接口，根據(jù)觸發(fā)的信息內(nèi)部開啟多個(gè)線程去執(zhí)行業(yè)務(wù)，每個(gè)線程都會(huì)去執(zhí)行兩種業(yè)務(wù)：私有業(yè)務(wù)（比如調(diào)用不同的接口）、公共業(yè)務(wù)（比如執(zhí)行存儲(chǔ)、mq發(fā)送等等），當(dāng)私有業(yè)務(wù)處理時(shí)間很快而公共業(yè)務(wù)處理時(shí)間比較長(zhǎng)，這樣的情景下就可以把私有業(yè)務(wù)和公共業(yè)務(wù)分到不同線程執(zhí)行。
例如：
當(dāng)觸發(fā)了這個(gè)接口，根據(jù)接口觸發(fā)的信息，需要開啟10個(gè)線程，那么就可以創(chuàng)建10個(gè)線程去執(zhí)行它的私有業(yè)務(wù)，然后再額外創(chuàng)建一個(gè)線程去拿到前面那10個(gè)線程的執(zhí)行返回結(jié)果并進(jìn)行公共業(yè)務(wù)的處理。
這樣有個(gè)好處，就是能讓線程池很快的回收線程，能有效防止線程的阻塞
量化：
單個(gè)私有業(yè)務(wù)1秒鐘能執(zhí)行完成，單個(gè)公共業(yè)務(wù)需要5秒鐘才能執(zhí)行完成，如果接口被觸發(fā)，發(fā)現(xiàn)需要?jiǎng)?chuàng)建100個(gè)線程執(zhí)行，那么線程池回收這些線程池至少需要等待6秒，如果按照前面說的分成兩個(gè)線程，那么就需要?jiǎng)?chuàng)建101個(gè)線程，而1秒后就能回收掉執(zhí)行完成的100個(gè)線程
但是這里需要做權(quán)衡，如果接口被觸發(fā)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)需要開啟的線程比較多且公共業(yè)務(wù)很耗時(shí)，這種情況下執(zhí)行公共業(yè)務(wù)只有單個(gè)線程同步執(zhí)行，那么這個(gè)線程就會(huì)執(zhí)行比較長(zhǎng)的時(shí)間，所以執(zhí)行公共業(yè)務(wù)的時(shí)候也可根據(jù)實(shí)際情況開啟多個(gè)線程。
下面寫了個(gè)小demo：
1.私有業(yè)務(wù)的類：
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@Componentpublic class Calculation { public Result cal(String req, int a, int b) { System.out.println("請(qǐng)求id:" + req + " 結(jié)果:" + (a + b)); return new Result(req, a + b); }} |
2.公共業(yè)務(wù)的類：
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@Componentpublic class SomethingElse { public void doElse(Result result) { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 開始做其他事情,請(qǐng)求號(hào):" + result.getReq() + " ,請(qǐng)求結(jié)果:" + result.getSum()); Thread.sleep(2000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : 完成做其他事情,請(qǐng)求號(hào):" + result.getReq() + " ,請(qǐng)求結(jié)果:" + result.getSum()); } catch (InterruptedException e) { } }} |
3.私有業(yè)務(wù)的線程類：
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public class CallTask implements Callable<Result> { private String req; private int a; private int b; @Override public Result call() throws Exception { Calculation calculation = Main.applicationContext.getBean(Calculation.class); return calculation.cal(req, a, b); } public CallTask(String req, int a, int b) { this.req = req; this.a = a; this.b = b; } // getter and setter 等等} |
4.公共業(yè)務(wù)的線程類：
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public class ElseTask implements Runnable { private CompletionService<Result> cs; private int threadCount; public ElseTask(CompletionService<Result> cs, int threadCount) { this.cs = cs; this.threadCount = threadCount; } @Override public void run() { SomethingElse somethingElse = Main.applicationContext.getBean(SomethingElse.class); doElse(somethingElse); } private void doElse(SomethingElse somethingElse) { try { for (int i = 0; i < threadCount; i++) { Future<Result> take = cs.take(); Result result = take.get(); somethingElse.doElse(result); } } catch (Exception e) { } } // getter and setter 等等} |
6.測(cè)試主方法：
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@Servicepublic class Main implements ApplicationContextAware { public static ApplicationContext applicationContext = null; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { AbstractApplicationContext appContext = new ClassPathXmlApplicationContext("application01.xml"); ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100); CompletionService<Result> cs = new ExecutorCompletionService(executorService); //這里啟動(dòng)執(zhí)行計(jì)算的線程 cs.submit(new CallTask("req001", 0, 1)); cs.submit(new CallTask("req002", 0, 2)); cs.submit(new CallTask("req003", 0, 3)); cs.submit(new CallTask("req004", 0, 4)); cs.submit(new CallTask("req005", 0, 5)); //專門的監(jiān)控線程，并執(zhí)行其他耗時(shí)的線程 executorService.execute(new ElseTask(cs, 5)); executorService.shutdown(); appContext.registerShutdownHook(); } @Override public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException { this.applicationContext = applicationContext; }} |
執(zhí)行結(jié)果如下：
核心思想： 將多線程的公有的業(yè)務(wù)抽出來(lái)（前提是公有業(yè)務(wù)比較耗時(shí)，不然就沒必要了）在其他線程里面執(zhí)行。
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持服務(wù)器之家。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。
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