面试总结(3):线程(Thread)的同步以及sleep() 、wait()的区别

前言#

这几天忙一点私事,今天回来赶紧把面试总结接着写下去,这次来看看Thread的join()方法和sleep()和wait()方法的区别。

正文#

<h2> 线程同步</h2>

上一篇提到了线程同步的问题,主要是通过锁的形式来进行线程间的唤醒和等待,线程之间的协作都是很密切的,有些时候我们需要线程之间顺序执行要怎么做呢???

方法有很多,除了之前讲过的以外,我所了解的还有两种方法:

<h3>一、Thread的join()方法</h3>

join()可以让线程顺序执行,他内部也是锁的实现机制,看一下demo代码:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        startFirstThread();
        startSecondThread();
        Log.e("lzp", "over");
    }

    private void startFirstThread(){
        Thread thread = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++){
                    Log.e("lzp", "first:"+ i);
                    if (i == 50){
                        try {
                            sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        };
        thread.start();
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void startSecondThread(){
        Thread thread =  new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++){
                    Log.e("lzp", "second:"+ i);
                }
            }
        };
        thread.start();
    }
}

代码比较简单,就是同时开启了两条线程,如果没有没有join方法的话,肯定这两条线程是同时执行的,log的结果也是乱的。

这里写图片描述

然后在看一下第一条线程使用了join()之后的结果,为了突出显示显示join的作用,我还在oncreate也输入了一句over。

这里写图片描述

从log上来看,当第一条线程使用了join之后,主线程和第二条线程都暂停了,等待第一条线程执行完毕,在接着往下执行,说明调用了join之后,系统把所有的资源都给了第一条线程,就算是sleep(),也必要等待他执行完毕。

下面是第二条线程也join的结果:


这里写图片描述
这里写图片描述

所以join的作用就相当于阻塞掉除了当前线程以外的所有的线程(包括主线程),等待自己执行结束,并且遵守先来后到的排队原则,先join的先执行,后join后执行,必须注意的是,最后的线程不能使用join,否则线程就全部在等待中,可以把最后一条不使用join的线程,当做此次排队的结束。例如大家可以把demo中的oncreate中的最后的Log去掉,并且把第二条线程也join,看一下运行结果。

所以根据Thread的join()方法的特性,可以实现线程的同步。

<h3>二、单线程池</h3>

SingleThreadExecutor:是单线程池,他保证在自己线程池中提交的线程,按照提交的顺序,顺序执行且同时只有一条线程在跑。

也就是他只能运行一条线程,运行完了再跑下一条,例如我们平时线程操作数据库,防止多线程并发,就会经常使用SingleThreadExecutor。

那我们来修改一下代码:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    /**
     * 单线程池
     * */
    private Executor executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        startFirstThread();
        startSecondThread();
        Log.e("lzp", "over");

    }

    private void startFirstThread(){
        executor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++){
                    Log.e("lzp", "first:"+ i);
                    if (i == 50){
                        try {
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        });
    }

    private void startSecondThread(){
        executor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++){
                    Log.e("lzp", "second:"+ i);
                }
            }
        });
    }
}

demo中顺序提交了两条线程,并且第一条线程还sleep了一秒,看一下运行结果:

这里写图片描述

线程1和线程2确实是顺序执行的,就算是sleep也不行,但是同时也发现线程池不能把主线程的执行顺序也包括进来,而这一点join可以做到。

ok,那线程同步就到此结束了,当然还有一些另类的方法,例如通过handler来发送消息或者是其他的方法,这里不做介绍了,需求是死的,但是套路是活的,有更好的方法,可以留言,大家一起交流。

<h2>sleep() 、wait()的区别</h2>

这个问题当时是把我弄蒙圈了,因为我第一反应不知道为啥他俩要比较,因为觉得他俩好像没多大的关系,后来在面试官的提示下我才明白他的意思,在这里做个总结:

1、sleep()属于Thread,wait()属于 Thread。

2、sleep()仅仅是睡眠,不涉及到锁的释放问题,睡眠时间结束自动恢复到运行状态。
wait()绑定了某个对象的锁,等待该对象的notify(),notifyAll()来唤醒自己,等待的时间是未知的,甚至出现死锁。

那sleep()和wait()会释放cpu吗?

这个问题在网上是五花八门,刚才我们已经使用了sleep(),就可以得到以下结论:

非线程池中
1、sleep()中会释放cpu,让cpu去执行其他的线程,睡眠时间结束,在重新占用cpu运行。(第一个demo的代码,线程1在睡眠中,直接把cpu交给了线程2)

2、如果调用了join方法(),相当于没有释放cpu,因为其他线程无法得到执行。(join方法的demo,顺序执行,sleep无影响)。

线程池中
跟非线程池中一样,会把资源让给同时运行的线程,但是仍然会占用线程池的位置,例如demo中的单线程池,尽管sleep,但是位置仍然占用,所以下一个线程不会得到执行。

总结:无论怎用sleep都会释放cpu,但是在线程池中会占用位置。

那么再来看看wait,wait跟sleep没有太大差别,cpu肯定是要释放出去的,那么他会占用线程池中的位置吗?

修改一下代码:

private void startFirstThread(){
        executor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++){
                    Log.e("lzp", "first:"+ i);
                    if (i == 50){
                        try {
                            synchronized (this){
                                wait();
                            }
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        });
    }

我在第一个线程中,直接wait,看一下log:

这里写图片描述

log在50的时候停止了,第二条线程没有执行,说明wait也会占用线程池中的位置。

总结#

首先我们聊了聊线程同步的问题,实现线程顺序执行有很多种方法,就看大家自己的思考了,脑洞的同时也得思考合理性和实用性,好坏就不做评判了。

然后去讨论一下sleep和wait的区别,总结:他俩都是要释放cpu的,并且在线程池中会占用位置。如果你也遇到了这样的问题,就好办多了。

OK,那这一篇就结束了,有什么问题和建议欢迎留言。

demo下载地址

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