Java線程阻塞

阻塞指的是暫停一個線程的執行以等待某個條件發生（如某資源就緒），學過作業系統的同學對它一
定已經很熟悉了。Java 提供了大量方法來支援阻塞，下面讓我們逐一分析。

　　1. sleep() 方法：sleep() 允許 指定以毫秒為單位的一段時間作為參數，它使得線程在指定的時間
內進入阻塞狀態，不能得到CPU 時間，指定的時間一過，線程重新進入可執行狀態。
　　典型地，sleep() 被用在等待某個資源就緒的情形：測試發現條件不滿足後，讓線程阻塞一段時間後
重新測試，直到條件滿足為止。
　　2. suspend() 和 resume() 方法：兩個方法配套使用，suspend()使得線程進入阻塞狀態，並且不會
自動回復，必須其對應的resume() 被調用，才能使得線程重新進入可執行狀態。典型地，suspend() 和
resume() 被用在等待另一個線程產生的結果的情形：測試發現結果還沒有產生後，讓線程阻塞，另一個
線程產生了結果後，調用 resume() 使其恢複。
　　3. yield() 方法：yield() 使得線程放棄當前分得的 CPU 時間，但是不使線程阻塞，即線程仍處於
可執行狀態，隨時可能再次分得 CPU 時間。調用 yield() 的效果等價於發送器認為該線程已執行了足
夠的時間從而轉到另一個線程。
　　4. wait() 和 notify() 方法：兩個方法配套使用，wait() 使得線程進入阻塞狀態，它有兩種形式
，一種允許指定以毫秒為單位的一段時間作為參數，另一種沒有參數，前者當對應的 notify() 被調用或
者超出指定時間時線程重新進入可執行狀態，後者則必須對應的 notify() 被調用。
　　初看起來它們與 suspend() 和 resume() 方法對沒有什麼分別，但是事實上它們是截然不同的。區
別的核心在於，前面敘述的所有方法，阻塞時都不會釋放佔用的鎖（如果佔用了的話），而這一對方法則
相反。

　　上述的核心區別導致了一系列的細節上的區別。

　　首先，前面敘述的所有方法都隸屬於 Thread 類，但是這一對卻直接隸屬於 Object 類，也就是說，
所有對象都擁有這一對方法。初看起來這十分不可思議，但是實際上卻是很自然的，因為這一對方法阻塞
時要釋放佔用的鎖，而鎖是任何對象都具有的，調用任意對象的 wait() 方法導致線程阻塞，並且該對象
上的鎖被釋放。而調用 任意對象的notify()方法則導致因調用該對象的 wait() 方法而阻塞的線程中隨
機選擇的一個解除阻塞（但要等到獲得鎖後才真正可執行）。

　　其次，前面敘述的所有方法都可在任何位置調用，但是這一對方法卻必須在 synchronized 方法或塊
中調用，理由也很簡單，只有在synchronized 方法或塊中當前線程才佔有鎖，才有鎖可以釋放。同樣的
道理，調用這一對方法的對象上的鎖必須為當前線程所擁有，這樣才有鎖可以釋放。因此，這一對方法調
用必須放置在這樣的 synchronized 方法或塊中，該方法或塊的上鎖對象就是調用這一對方法的對象。若
不滿足這一條件，則程式雖然仍能編譯，但在運行時會出現 IllegalMonitorStateException 異常。

　　wait() 和 notify() 方法的上述特性決定了它們經常和synchronized 方法或塊一起使用，將它們和
作業系統的處理序間通訊機製作一個比較就會發現它們的相似性：synchronized方法或塊提供了類似於操作
系統原語的功能，它們的執行不會受到多線程機制的幹擾，而這一對方法則相當於 block 和wakeup 原語
（這一對方法均聲明為 synchronized）。它們的結合使得我們可以實現作業系統上一系列精妙的進程間
通訊的演算法（如訊號量演算法），並用於解決各種複雜的線程間通訊問題。

　　關於 wait() 和 notify() 方法最後再說明兩點：
　　第一：調用 notify() 方法導致解除阻塞的線程是從因調用該對象的 wait() 方法而阻塞的線程中隨
機選取的，我們無法預料哪一個線程將會被選擇，所以編程時要特別小心，避免因這種不確定性而產生問
題。

　　第二：除了 notify()，還有一個方法 notifyAll() 也可起到類似作用，唯一的區別在於，調用
notifyAll() 方法將把因調用該對象的 wait() 方法而阻塞的所有線程一次性全部解除阻塞。當然，只有
獲得鎖的那一個線程才能進入可執行狀態。
　　談到阻塞，就不能不談一談死結，略一分析就能發現，suspend() 方法和不指定逾時期限的 wait()
方法的調用都可能產生死結。遺憾的是，Java 並不在語言層級上支援死結的避免，我們在編程中必須小
心地避免死結。

　　以上我們對 Java 中實現線程阻塞的各種方法作了一番分析，我們重點分析了 wait() 和 notify()
方法，因為它們的功能最強大，使用也最靈活，但是這也導致了它們的效率較低，較容易出錯。實際使用
中我們應該靈活使用各種方法，以便更好地達到我們的目的。