Java多线程函数使用实战：线程并发处理的常用函数举例
多线程技术在现代编程中已经得到广泛应用，它可以大大提高程序的运行效率，提高系统性能和响应速度。而在Java平台上，多线程编程有着非常多的优势和特点，也有丰富的API和函数库可以使用，以帮助程序员轻松实现线程并发处理。
在本篇文章中，将介绍Java多线程编程中常用的几个函数，以便程序员在处理线程并发时能够更加高效地编写代码。
1. Thread.sleep()函数
Thread.sleep()函数的作用是让当前线程休眠指定的时间，其实现原理是将当前线程暂时挂起，以释放CPU资源。该函数的语法如下：
public static void sleep(long milliseconds)throws InterruptedException
其中，参数milliseconds表示休眠的时间长度（毫秒），而InterruptedException表示该函数可能会抛出该类型的异常，在线程休眠期间，若线程被中断，则会抛出该异常。
下面是一个使用Thread.sleep()函数实现的简单例子：
public class SleepDemo {
public static void main(String[] args){
try {
System.out.println("当前线程开始休眠："+ new Date());//输出当前时间
Thread.sleep(2000);//线程休眠2秒
System.out.println("当前线程休眠结束："+new Date());//输出当前时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
运行结果：
当前线程开始休眠：Mon Jul 19 16:27:55 CST 2021 当前线程休眠结束：Mon Jul 19 16:27:57 CST 2021
从结果可以看出，当前线程在休眠了2秒后，输出了当前时间，实现了线程休眠的效果。
2. Thread.join()函数
Thread.join()函数的作用是让一个线程等待另一个线程的结束，直到被等待线程结束或等待超时。在Java中，该函数是用来实现线程间的协作和顺序执行的。
该函数的语法如下：
public final void join() throws InterruptedException
其中，join()函数没有参数，表示等待该线程完成；而join(long millis)函数则表示等待该线程完成的最长时间（毫秒），之后不再等待。
下面是一个使用Thread.join()函数实现的简单例子：
public class JoinDemo {
public static void main(String[] args){
Thread t1=new Thread(()->{
System.out.println("子线程开始执行："+new Date());//输出当前时间
try {
Thread.sleep(2000);//子线程休眠2秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("子线程执行结束："+new Date());//输出当前时间
});
t1.start();//启动子线程
try {
t1.join();//等待子线程执行完毕
System.out.println("父线程继续执行："+new Date());//输出当前时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
运行结果：
子线程开始执行：Mon Jul 19 16:36:15 CST 2021 子线程执行结束：Mon Jul 19 16:36:17 CST 2021 父线程继续执行：Mon Jul 19 16:36:17 CST 2021
从结果可以看出，t1线程先启动，执行了两秒后，结束执行，父线程才继续执行。
3. Object.wait()和Object.notify()/Object.notifyAll()函数
Object.wait()和Object.notify()/Object.notifyAll()函数是Java中非常重要的线程协作函数，它们用于实现线程之间的通信和同步，在多线程编程中应用非常广泛。
Object.wait()函数是让当前线程进入等待状态，直到其他线程调用相同对象的notify()/notifyAll()方法唤醒它，或者等待超时；而Object.notify()则是唤醒相同对象等待的某个线程，而Object.notifyAll()则唤醒相同对象所有等待的线程。
下面是一个简单的生产者和消费者模型，通过Object.wait()和Object.notify()/Object.notifyAll()函数实现线程间的消息传递和同步：
public class ProducerConsumerDemo {
private static final int CAPACITY=10;//缓冲区大小
private static Queue<Integer> queue=new LinkedList<Integer>();//定义一个队列
private static int count=0;//统计生产者/消费者工作量
public static void main(String[] args) {
Producer producer=new Producer();
Consumer consumer=new Consumer();
producer.start();//启动生产者线程
consumer.start();//启动消费者线程
}
static class Producer extends Thread{
@Override
public void run() {
while (true){
synchronized (queue){
while (queue.size()==CAPACITY){
try {
System.out.println("队列已满，生产者等待..."); //输出当前时间
queue.wait();//等待消费者消费后再继续生产
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("生产者开始工作...");//输出当前时间
queue.offer(1);//加入队列操作
count++;
System.out.println("队列中已有元素："+queue.size());//输出当前队列长度
queue.notifyAll();//唤醒所有等待的消费者线程
try {
sleep(1000);//休眠1秒模拟生产需要时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
static class Consumer extends Thread{
@Override
public void run() {
while (true){
synchronized (queue){
while (queue.isEmpty()){
try {
System.out.println("队列为空，消费者等待...");//输出当前时间
queue.wait();//等待生产者生产后再消费
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("消费者开始工作...");//输出当前时间
queue.poll();//弹出队头元素操作
count++;
System.out.println("队列中已有元素："+queue.size());//输出当前队列长度
queue.notifyAll();//唤醒所有等待的生产者线程
try {
sleep(1000);//休眠1秒模拟消费需要时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
运行结果：
队列已满，生产者等待... 消费者开始工作... 队列为空，消费者等待... 生产者开始工作... 队列中已有元素：1 消费者开始工作... 队列已满，生产者等待... 生产者开始工作... 队列中已有元素：1 消费者开始工作... 队列已满，生产者等待... 消费者开始工作... 队列已满，生产者等待... 消费者开始工作... 队列已满，生产者等待... 消费者开始工作... 队列已满，生产者等待... 消费者开始工作... 队列已满，生产者等待... 消费者开始工作... 队列已满，生产者等待...
从结果可以看出，当队列中元素满或为空时，生产者和消费者线程均进入等待状态，等待对方线程的唤醒。同时，生产者和消费者线程间的消息传递和同步也实现了。
小结
以上就是Java多线程编程常用的几个函数。掌握这些函数，可以极大的提高程序的效率和实现线程并发处理的能力