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重走JAVA之路（六）：你应该要知道的线程调度

作为Android开发者，老实说，平常关于一些线程调度的方法，用的确实不多，可能用的最多的也就是sleep作为一个休眠延时的操作，但是既然是Java之路，那就必须把那些东西拎出来说一说了，也是加强大家对线程的理解程度以及在处理线程中应该注意的问题。

1.join() 等待线程终止

这个方法大家可能用的不多，我们想象一个场景：主线程生成并起动了子线程，如果子线程里要进行大量的耗时的运算，主线程往往将于子线程之前结束，但是如果主线程处理完其他的事务后，需要用到子线程的处理结果，也就是主线程需要等待子线程执行完成之后再结束，这个时候我们第一想法可能是要不然在子线程中处理完之后，用Handler把消息传到主线程再处理？这样往往比较麻烦，这个时候就可以用join方法来实现

public class TestClass {
    public static void main(String []agrs){
       Thread thread = new Thread(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("child thread start");
               try {
                   //模拟耗时操作
                   Thread.sleep(3000);
               } catch (InterruptedException mE) {
                   mE.printStackTrace();
               }
               System.out.println("child thread over");
           }
       });
       thread.start();
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException mE) {
            mE.printStackTrace();
        }
        System.out.println("main thread call");
    }
}
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运行，打印一波，可以看到调用join方法之后，主线程就可以在主线程执行完成之后，处理逻辑了

child thread start
child thread over
main thread call
Process finished with exit code 0
复制代码

2.wait()/notifyAll-----经典的生产者消费者问题

话不多说，直接上代码

public class Model {
    //为了触发阻塞状态，这里把最大容量设置为1
    public static final int MAX_SIZE = 1;
    //存储数据的集合
    public static LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();

    class Producer implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (list) {
                //仓库容量已经达到最大值
                while (list.size() == MAX_SIZE) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " no need to produce! repertory is full");
                    try {
                        list.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                list.add(1);
                System.out.println( Thread.currentThread().getName() + " produce,current repertory is " + list.size());
                list.notifyAll();
            }
        }
    }

    class Consumer implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            synchronized (list) {
                while (list.size() == 0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " no product to consume! repertory is empty ");
                    try {
                        list.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                list.removeFirst();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " consume,current repertory is " + list.size());
                list.notifyAll();
            }
        }
    }

}
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主要代码就是调用wait/notifyAll方法，分别在极限情况时，对线程进行挂起以及唤醒，消费者和生产者开启10个线程来测试一波

public class TestClass {
    public static void main(String []agrs){
       Model model = new Model();
       Model.Producer producer = model.new Producer();
       Model.Consumer consumer = model.new Consumer();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread proThread  = new Thread(producer);
            proThread.start();
            Thread conThread = new Thread(consumer);
            conThread.start();
        }
    }
}
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Thread-0 produce,current repertory is 1
Thread-2 no need to produce! repertory is full
Thread-1 consume,current repertory is 0
Thread-2 produce,current repertory is 1
Thread-3 consume,current repertory is 0
Thread-5 no product to consume! repertory is empty 
Thread-4 produce,current repertory is 1
Thread-5 consume,current repertory is 0
Thread-7 no product to consume! repertory is empty 
Thread-6 produce,current repertory is 1
Thread-7 consume,current repertory is 0
Thread-8 produce,current repertory is 1
Thread-9 consume,current repertory is 0
Thread-10 produce,current repertory is 1
Thread-11 consume,current repertory is 0
Thread-12 produce,current repertory is 1
Thread-13 consume,current repertory is 0
Thread-14 produce,current repertory is 1
Thread-15 consume,current repertory is 0
Thread-16 produce,current repertory is 1
Thread-17 consume,current repertory is 0
Thread-18 produce,current repertory is 1
Thread-19 consume,current repertory is 0

Process finished with exit code 0
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可以看到，当Thread-2要去生产时，发现此时仓库以及满了，此时调用wait方法，释放锁，同时线程阻塞，注意，这里线程并不会结束掉，只是出于挂起状态，当下次被唤醒时，会沿着wait方法后面继续执行，在第四行也可以看到，当Thread-1消费了的时候，会调用notifyAll，此时唤醒所有在锁池的对象，重新竞争获取锁，此时Thread-2又开始生产了

这种方法现象在Java中很常见，比如上篇线程池的文章也有提到过，里面使用的阻塞队列底层采用也是类似的机制，核心线程不会被回收被挂起，当有任务来时，唤醒线程去执行，有兴趣的可以去看看重走JAVA之路（五）：面试又被问线程池原理？教你如何反击

再次总结一下：

如果一个线程调用了wait方法，那么该线程首先需要获取到这个对象的锁（换句话说，一个线程如果调用了某个方法的wait方法，那么该wait方法必须是在synchronized方法中的）
如果一个线程调用了wait方法，那么当前线程就会释放掉线程的锁。（这个是wait和sleep方法不同的地方）
在java中一个对象，会有两个池（锁池，等待池），如果一个线程调用了wait方法，那么该线程进入该对象的等待池中（释放锁），如果未来的某一刻，另外一个线程调用了这个对象的notify方法，或者notifyAll,那么在等待池中的线程就会起来进入该对象的锁池中，参与到获取锁的竞争当中，如果获取锁成功，将沿着wait方法之后的代码执行（这就是代码中，使用while来判断状态，而不是if）。
notify和notifyAll方法并不会去释放当前锁对象，而是通过moniterexist来释放，也就是说，当前所述的代码块在执行结束之后，回去释放掉锁，只有在锁被释放掉之后，等待池中的线程进入到锁池，去竞争锁资源，所以一般notifyAll会防止同步代码的最后边

我们知道android是基于消息机制的，像之前的一个问题 为什么Looper.loop()死循环不会导致ANR一样 ，主线程从队列中读取消息，当没有消息时，主线程阻塞，让出CPU，当消息队列中有消息时，唤醒主线程，接着处理数据，所以 Looer.loop()方法可能会引起主线程的阻塞，但只要它的消息循环没有被阻塞，能一直处理事件就不会产生ANR异常。

3.interrupt() 停止线程

当需要终止一个线程时，Java给我们提供了2中方法，stop/interrupt,前者已经被废弃了，也是不提倡调用的，一调用该方法，被stop的线程会马上会释放所有获取的锁并在线程的run()方法内，任何一点都有可能抛出ThreadDeath Error，包括在catch或finally语句中,那么很容易照成被同步的数据没有被正确的处理完，那么其它线程在读取时就会得到脏数据

这里主要讲解interrupt方法，首先我们要明白一点：

调用interrupt()方法，立刻改变的是中断状态，但如果不是在阻塞态，就不会抛出异常；如果在进入阻塞态后，中断状态为已中断，就会立刻抛出异常，什么叫阻塞态呢，大概就是调用了sleep，join，wait这几个方法，其实在源码方法注释上面也可以看到这些解释，如果是非阻塞态的话，那其实这个方法是不起作用的，什么，不信？那来测试下

public class TestClass {
    public static void main(String []agrs){
       Thread thread = new Thread(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
                while (true){
                    System.out.println("run");
                }
           }
       });
       thread.start();
       thread.interrupt();
    }
}
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run
run
run
run
run
run
run
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果然，是不起作用的，那我们再加上阻塞状态sleep，试一下

public class TestClass {
    public static void main(String []agrs){
       Thread thread = new Thread(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
                while (true){
                    System.out.println("run");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException mE) {
                        mE.printStackTrace();
                        return;
                    }
                }
           }
       });
       thread.start();
       thread.interrupt();
    }
}
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run
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
	at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
	at com.example.hik.lib.MyClass$1.run(MyClass.java:12)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
复制代码

可以看到，在Thread.sleep的方法，抛出了异常,同时return掉，此时才是停止了线程，我们根据捕获异常实现逻辑，如果无法确定逻辑，那就直接抛出，由上层去处理。