23.jdk源码阅读之Thread(下)

1. 写在前面

上篇文章我们介绍了Tread的一些方法的底层代码实现，这篇文章我们继续。

2. join()方法的底层实现

/*** Waits at most {@code millis} milliseconds for this thread to* die. A timeout of {@code 0} means to wait forever.** <p> This implementation uses a loop of {@code this.wait} calls* conditioned on {@code this.isAlive}. As a thread terminates the* {@code this.notifyAll} method is invoked. It is recommended that* applications not use {@code wait}, {@code notify}, or* {@code notifyAll} on {@code Thread} instances.** @param  millis*         the time to wait in milliseconds** @throws  IllegalArgumentException*          if the value of {@code millis} is negative** @throws  InterruptedException*          if any thread has interrupted the current thread. The*          <i>interrupted status</i> of the current thread is*          cleared when this exception is thrown.*/public final synchronized void join(long millis)throws InterruptedException {long base = System.currentTimeMillis();long now = 0;if (millis < 0) {throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");}if (millis == 0) {while (isAlive()) {wait(0);}} else {while (isAlive()) {long delay = millis - now;if (delay <= 0) {break;}wait(delay);now = System.currentTimeMillis() - base;}}}/*** Waits at most {@code millis} milliseconds plus* {@code nanos} nanoseconds for this thread to die.** <p> This implementation uses a loop of {@code this.wait} calls* conditioned on {@code this.isAlive}. As a thread terminates the* {@code this.notifyAll} method is invoked. It is recommended that* applications not use {@code wait}, {@code notify}, or* {@code notifyAll} on {@code Thread} instances.** @param  millis*         the time to wait in milliseconds** @param  nanos*         {@code 0-999999} additional nanoseconds to wait** @throws  IllegalArgumentException*          if the value of {@code millis} is negative, or the value*          of {@code nanos} is not in the range {@code 0-999999}** @throws  InterruptedException*          if any thread has interrupted the current thread. The*          <i>interrupted status</i> of the current thread is*          cleared when this exception is thrown.*/public final synchronized void join(long millis, int nanos)throws InterruptedException {if (millis < 0) {throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");}if (nanos < 0 || nanos > 999999) {throw new IllegalArgumentException("nanosecond timeout value out of range");}if (nanos >= 500000 || (nanos != 0 && millis == 0)) {millis++;}join(millis);}/*** Waits for this thread to die.** <p> An invocation of this method behaves in exactly the same* way as the invocation** <blockquote>* {@linkplain #join(long) join}{@code (0)}* </blockquote>** @throws  InterruptedException*          if any thread has interrupted the current thread. The*          <i>interrupted status</i> of the current thread is*          cleared when this exception is thrown.*/public final void join() throws InterruptedException {join(0);}

这段代码展示了 Java Thread 类中的 join() 方法的几种重载实现。join() 方法的主要功能是让当前线程等待另一个线程的终止。通过调用 join()，当前线程会被阻塞，直到目标线程完成执行。

2.1 join(long millis)

2.1.1 参数

• millis：等待的时间，以毫秒为单位。值为0表示无限等待。

2.1.2 异常

• IllegalArgumentException：如果 millis 为负数。
• InterruptedException：如果当前线程在等待过程中被中断。

2.1.3 实现

public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {long base = System.currentTimeMillis();long now = 0;if (millis < 0) {throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");}if (millis == 0) {while (isAlive()) {wait(0);}} else {while (isAlive()) {long delay = millis - now;if (delay <= 0) {break;}wait(delay);now = System.currentTimeMillis() - base;}}
}

• 记录当前时间。
• 检查 millis 是否为负数，如果是，则抛出 IllegalArgumentException。
• 如果 millis 为 0，当前线程会无限期等待，直到目标线程终止。
• 否则，当前线程会等待指定的毫秒数，使用 wait() 方法进行等待，并定期检查目标线程是否仍然存活。

2.2 join(long millis, int nanos)

2.2.1 参数

• millis：等待的时间，以毫秒为单位。
• nanos：额外等待的时间，以纳秒为单位，范围是 0 到 999999。

2.2.2 异常

• IllegalArgumentException：如果 millis 为负数，或 nanos 不在 0 到 999999 之间。
• InterruptedException：如果当前线程在等待过程中被中断。

2.2.3 实现

public final synchronized void join(long millis, int nanos) throws InterruptedException {if (millis < 0) {throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");}if (nanos < 0 || nanos > 999999) {throw new IllegalArgumentException("nanosecond timeout value out of range");}if (nanos >= 500000 || (nanos != 0 && millis == 0)) {millis++;}join(millis);
}

• 检查 millis 和 nanos 的有效性
• 如果 nanos 大于等于 500000 或者 nanos 不为 0 且 millis 为 0，则将 millis 增加 1。
• 调用 join(millis) 方法进行等待。

2.3 join()

调用 join(0) 方法，即无限期等待目标线程终止。

3. interrupt()方法的底层实现

public void interrupt() {if (this != Thread.currentThread())checkAccess();synchronized (blockerLock) {Interruptible b = blocker;if (b != null) {interrupt0();           // Just to set the interrupt flagb.interrupt(this);return;}}interrupt0();}

interrupt() 方法用于中断线程的执行。中断线程的主要目的是通知线程它应该停止当前的工作，并尽快终止。

3.1 中断线程

如果当前线程不是在中断自己（即 this != Thread.currentThread()），则调用 checkAccess() 方法检查权限，可能会抛出 SecurityException。

3.2 线程阻塞的情况

• 如果线程在调用 Object 类的 wait()、wait(long)、wait(long, int) 方法，或者 Thread 类的 join()、join(long)、join(long, int)、sleep(long)、sleep(long, int) 方法时被阻塞，中断会清除线程的中断状态并抛出 InterruptedException。
• 如果线程在 I/O 操作中被阻塞（例如在 InterruptibleChannel 上），中断会关闭通道，设置线程的中断状态，并抛出 ClosedByInterruptException。
• 如果线程在 Selector 上被阻塞，中断会设置线程的中断状态，并立即从选择操作返回，可能返回一个非零值，就像调用了 Selector 的 wakeup 方法一样。
• 如果以上情况都不适用，则仅设置线程的中断状态。

3.3 中断非活动线程

中断一个不活跃的线程可能没有任何效果。

3.4 同步块

synchronized (blockerLock) {Interruptible b = blocker;if (b != null) {interrupt0();           // Just to set the interrupt flagb.interrupt(this);return;}}

• 使用 blockerLock 对象进行同步，以确保在检查和修改 blocker 时的线程安全。
• Interruptible b = blocker;：获取当前线程的 blocker 对象。
• 如果 blocker 不为 null，调用 interrupt0() 方法设置中断标志，然后调用 blocker 的 interrupt(this) 方法进行中断处理，并返回。

3.5 设置中断标志

如果 blocker 为 null，直接调用 interrupt0() 方法设置中断标志。

3.6 interrupt0()

本地方法，用于设置线程的中断状态。

4. setPriority(int newPriority)

setPriority 方法用于设置线程的优先级。线程的优先级是一个整数值，通常用于调度线程的执行顺序，但具体的调度行为依赖于底层操作系统和 JVM 实现。

4.1 声明变量

ThreadGroup g;

4.2 检查访问权限

checkAccess();

调用 checkAccess() 方法，确保当前线程有权限修改目标线程。如果没有权限，可能会抛出 SecurityException。

4.3 验证优先级范围

if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) {throw new IllegalArgumentException();
}

检查 newPriority 是否在合法范围内（即不大于 MAX_PRIORITY 且不小于 MIN_PRIORITY）。如果不在范围内，则抛出 IllegalArgumentException。

4.4 获取线程组

if((g = getThreadGroup()) != null) {

获取当前线程所属的线程组 ThreadGroup。如果线程组不为 null，则继续执行。

4.5 调整优先级

if (newPriority > g.getMaxPriority()) {newPriority = g.getMaxPriority();
}

如果 newPriority 大于线程组的最大优先级 g.getMaxPriority()，则将 newPriority 调整为线程组的最大优先级。

4.6 设置优先级

setPriority0(priority = newPriority);

调用本地方法 setPriority0(int newPriority) 设置线程的优先级，并将 priority 字段更新为 newPriority。

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