sleep、yield、join方法簡介與用法 sleep與wait區別 多線程中篇（十五）

Object中的wait、notify、notifyAll，可以用於線程間的通信，核心原理為借助於監視器的入口集與等待集邏輯

通過這三個方法完成線程在指定鎖（監視器）上的等待與喚醒，這三個方法是以鎖（監視器）為中心的通信方法 

除了他們之外，還有用於線程調度、控制的方法，他們是sleep、yield、join方法，他們可以用於線程的協作，他們是圍繞着線程的調度而來的 

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，接着仍舊是調用的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線程休眠（暫停執行），此操作受到系統計時器和調度程序精度和准確性的影響。該線程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后，在這房間里面睡着了

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），也就是說如果一個線程正在sleep，如果另外的線程將他中斷（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，要么自己醒來，要么被中斷后也會醒來

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

 

如下，線程休眠500毫秒，主線程50毫秒打印一次狀態

ps：sleep方法的調用結果為狀態：TIMED_WAITING

借助於sleep方法，可以模擬線程的順序執行

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后才會執行

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：當前線程，當前線程，當前線程

yield方法

對於sleep或者wait方法，他們都將進入特定的狀態，伴隨着狀態的切換，也就意味着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划分與調度，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線程對象，並執行其他線程，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么

借助於while循環以及yield方法，可以看得出來，也能一定程度上達到線程排序等待的效果

yield也是靜態方法，所以，也是針對於當前線程，當前線程，當前線程。

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）,一個參數校驗后，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

一個線程，循環5次，每次sleep 1s，主線程中打印信息

從結果可以看到，主線程總是在線程執行之后，才會執行，也就是主線程在等待我們創建的這個線程結束，結束了之后才會繼續進行

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

結論：

主線程main中調用啟動線程（調用start），然后調用該線程的join方法，可以達到主線程等待工作線程運行結束才執行的效果，並且join要在start調用后

如何做到的？

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

主線程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線程thread，看看方法的簽名是不是有一個synchronized

isAlive（）也是this.isAlive（），也就是如果當前線程alive（已經啟動，但是未終止），那么將持續等待，等待的臨界資源就是我們創建的這個線程對象本身

所以這兩行代碼的含義就是：

該線程是否還存活？如果存活，調用join的那個線程將會在這個對象上進行等待（進入該線程對象的等待集）

也就是說調用一個線程的join方法，就是在這個線程是等待，這個線程對象就是我們的鎖對象（不要疑惑，Object都可以作為鎖，Thread實例對象怎么不可以？）

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？

其實線程結束后，會調用this.notifyAll，所以主線程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方法換成了同步代碼塊，鎖對象為那個線程的實例對象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（），所以一旦主線程醒來，即使線程沒有結束，也會繼續，不能百分百確保main肯定等待線程結束）

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

為什么？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，萬一出現什么隱匿的問題咋辦？

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，只要那個線程還活着，那么就會持續等待（或者有限時長）

線程終止之后會調用自身this.notifyAll，以通知在其上等待的線程

簡單說，只要他活着大家就都等着， 他死了會通知，所以效果就是在哪里調用了誰的join，哪里就要等待這個線程結束，才能繼續

為什么要在start之后？

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

看下結果，沒有等待指定線程結束，main主線程就結束了

因為如果還沒有調用start方法，那么isAlive是false（已開始未結束），主線程根本就不會等待，所以繼續執行，然后繼續到下面的start，然后主線程結束

所以，為什么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，然后才能join

小結：

對於join方法，有兩個關鍵：

• 調用的哪個對象的join？
• 在哪里調用的？

換一個說法：
join的效果是：一個線程等待另一個線程（直到結束或者持續一段時間）才執行，那么誰等待誰？

在哪個線程調用，哪個線程就會等待；調用的哪個Thread對象，就會等待哪個線程結束；

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后，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，可能下次該線程仍舊可能會搶占到CPU時間片，可能方法調用和不調用沒差別

sleep是靜態方法，針對當前線程，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（同步代碼塊）內

join是實例方法，表示等待誰，是用於線程順序的調度方法，可以做到一個線程等待另外一個線程，join有三個版本，指定超時時間或者持續等待直到目標線程執行結束，join也無需在同步方法（同步代碼塊）內

sleep和join都是可中斷方法，被其他線程中斷時，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都會使線程進入阻塞狀態，都是可中斷方法，被中斷后都會拋出異常
• 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，當前線程  

原文地址:sleep、yield、join方法簡介與用法 多線程中篇（十四）