Apr 30 2013

Java Thread

Wait Notify and Interrupt

Java Thread可以执行在多核（并行）或者时间份片的单核处理器上执行（并发）。 一般接口是：

public interface Runable {
	public abstract void run();
}

public class Thread implements Runable {
	public synchronized void start();
	public void run() {...}
	public void interrupt() {...}
	...
}

每个Java对象都关联一个等待集合(wait set)，集合中的元素是线程。 Java通过以下三个方法对等待集合进行原子操作：

• Object.wait()
• Object.notify()
• Object.notifyAll()

等待集合也受线程打断状态影响:

• Thread.interrupt()

wait

wait动作在调用以下方法时发生：

wait()
wait(long millisecs)
wait(long millisecs, int nanosecs)

如果调用成功，wait行为将发生阻塞，直到被唤醒。 如果调用失败，将抛出异常。

例如，线程t调用对象m的wait()，并且t在m上获得锁的个数为n。 接下来可能发生以下几种情况：

• 如果n=0,抛出IllegalMonitorStateException。这是因为t尚未获得m的锁。
• 如果wait的参数错误，抛出IllegalArgumentException。
• 如果t被打断，抛出InterruptedException，t的打断状态设为false。
• 否则，以下流程将顺序执行：
  1. t添加到m的等待集合，并且t在m上执行n次unlock动作。 t被阻塞，直到遇到以下任意动作才被移出等待集合。
     • m的notify动作被执行且t被选中移出等待集合
     • m的notifyAll动作被执行
     • t的interrupt动作被执行
     • wait的时间到
  2. t在m上执行n次lock动作。
  3. 如果t因为interrupt动作被移出等待集合，那么t的打断状态被设为false， 并抛出InterruptedException。

Notification

唤醒动作在调用以下方法时发生：

notify()
notifyAll()

当调用对象m的notify()时，从m的等待集合中移出一个线程t，并使t在m上执行n次lock动作。 具体的从等待集合中选出那个线程是没有保证的。

当调用对象m的notify()时，从m的等待集合中移出所有线程。 但是只有一个线程能在m上执行n次lock动作，其余线程仍将阻塞，等待锁的释放。

Interruptions

打断动作在调用以下方法时发生：

Thread.interrupt()
ThreadGroup.interrupt()

当线程t的interrupt()被调用时，t的打断状态被设为true。 如果t在某个对象的等待集合中，则移出t，然后t竞争对象的锁，打断状态设为false， 最后抛出InterruptedException。

调用Thread.interrupted()将获得线程的打断状态，并清除其打断状态为false。 调用Thread.isInterrupted()将直接获得线程的打断状态，并不清除。

总结

如果线程t在等待时同时收到唤醒动作和打断动作，那么线程t可能：

• 从wait正常返回，但仍有一个未决的interrupt(也就是说Thread.interrupted()将返回true)
• 从wait抛出InterruptedException

在线程正常返回时，可能打断状态可能未重置。

同样，唤醒动作也不会因Interrupt而丢失。只要调用notify()，必有一个线程正常wait返回。

Reference

• JLS7, Chapter17

JVM