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本文是Oracle官方《Java语言规范》的译文
JAVA编程语言提供了线程间通信的多种机制。这些方法中最基本的是同步化,此方法是使用监视器实现的。JAVA中每个对象与一个监视器相关联,一个线程可以加锁和解锁监视器。一次仅有一个线程可能在监视器上持有锁。尝试锁住该监视器的任何其他线程被阻塞,直到它们可以再该监视器上获得一个锁。线程t可以多次锁住特别的监视器;每个解锁将一个加锁操作的作用反转来了。
synchronized语句计算了一个对象的引用;然后它尝试在该对象的监视器上执行加锁操作,并不进一步继续,直到锁操作已经成功完成。在加锁操作被执行完后,会执行synchronized语句体。如果语句体的执行没有完成(正常或突然)。那么将在相同的监视器上自动执行相同的解锁操作。
JAVA编程语言没有防止,也没有要求检查死锁条件。线程在多个对象上(直接或间接)持有锁的程序,应该使用传统技术来避免死锁,创建不会死锁的高级加锁原语(如果有必要的话)。其他机制(比如读写java.util.concurrent 包中的 volatile 变量和类)提供了一些同步的其他方法。
JAVA中的每个对象,都有一个关联的监视器,也会有一个关联的等待集合。等待集合是一个线程的集合。
当对象第一次被创建时,它的等待集合为空,增加或移除该集合中的线程,这样的简单操作都是原子性的。等待集合受到以下方法的操纵: Object.wait, Object.notify, and Object.notifyAll.。
等待集合的操作也受到线程中断状态的的影响,还有Thread类中那些可以进行中断线程方法的影响。此外在Thread类中的sleep和join的方法,它们能够获得等待集合和通知的动作。
等待操作由wait()方法的执行引起,或者也可以由限定时间长度的wait()方法触发。
调用方法wait(long millisecs)或者函数wait(long millisecs, int nanosecs) ,当调用的参数均为0时,这样的调用等同于wait()。
如果线程在没有抛出InterruptedException 的情况下返回,那么线程就从wait 正常返回。
令线程t是在对象m上执行等待方法的线程,并令n是t在m上加锁操作的编号,这些操作已经不被解锁操作匹配。下面的操作之一发生:
否则,下面的序列发生:
1、线程t被添加到对象m的等待集合中,并在m上执行n个解锁操作。
2、线程t没有执行任何的进一步指令,直到它已经从m的等待集合中删除。由于下面的操作的任何之一,该程序可能从等待集合中删除,并在后面的某个时间继续。
每个线程必须通过可能导致它从等待集合中删除的时间确定顺序。顺序不一定与其他的排序一直,但线程表现得像以那个循环发生的那些事件一样。
例如,如果线程t在m的等待队列中,然后t的中断和m的通知发生,那么在这些事件上必须有一个顺序。如果中断被认为首先发生,那么t将最终通过抛出InterruptedException来从wait中中返回,而且中的等待集合的某个其他线程(如果在通知的时候存在的话)必须接收通知。如果通知被认为是首先发生的,那么t将最终正常地wait返回,且中断仍然挂起。
通知操作在调用方法notify和notifyAll 调用之后发生。令线程t是执行对象m上的这些方法的任一方法的线程,并令n是t在m上的加锁操作的数量,这些操作没有被解锁操作匹配。下面操作之一发生了。
中断操作在调用方法Thread.interrupt及定义来依次调用它的方法(比如ThreadGroup.interrupt)之后发生。对于某个线程u,令t是调用u.interrupt的线程,其中t和u可能是相同的。此操作导致u的中断状态被设置为真。
另外,如果存在着等待集合包含u的某个对象m,那么u就从m的等待集合中删除。这使得u能够在等待操作中继续,在该操作的情况中,此等待将在重新加锁m的监视器后抛出InterruptedException。
调用Thread.isInterrupted可以确定线程的中断状态。静态方法Thread.interrupted有线程调用来观察和清除自己的中断状态。
上面的规范允许我们确定于等待、通知和中断有关的几个属性。如果在等待时,线程同时是通知和中断的,它就可能是下面之一:
线程不可以重置它的中断状态,并从wait的调用中正常返回。
同样,通知不能由于中断而丢失。假定线程的集合s在对象m的等待集合中,并且另一个线程在m上执行notify,那么有下面之一发生:
注意,如果线程通过notify被中断和唤醒,并且线程通过抛出InterruptedException从wait返回,那么等待集合中的某个线程必须被通知到。
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