LockSupport

本文深入解析线程中断机制,包括interrupt方法的作用原理、线程中断状态的判断方法及其区别、sleep与park方法如何响应中断,以及LockSupport的park/unpark与wait/notify的区别。

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本文章将要介绍的内容有以下几点,读者朋友也可先自行思考一下相关问题:

  1. 线程中断 interrupt 方法怎么理解,意思就是线程中断了吗?那当前线程还能继续执行吗?

  2. 判断线程是否中断的方法有几个,它们之间有什么区别?

  3. LockSupport的 park/unpark 和 wait/notify 有什么区别?

  4. sleep 方法是怎么响应中断的?

  5. park 方法又是怎么响应中断的?

线程中断相关方法

线程中和中断相关的方法有三个,分别介绍如下:

1) interrupt

我们一般都说这个方法是用来中断线程的,那么这个中断应该怎么理解呢?就是说把当前正在执行的线程中断掉,不让它继续往下执行吗?

其实,不然。此处,说的中断仅仅是给线程设置一个中断的标识(设置为true),线程还是会继续往下执行的。而线程怎么停止,则需要由我们自己去处理。一会儿会用代码来说明这个。

2) isInterrupted

判断当前线程的中断状态,即判断线程的中断标识是true还是false。注意,这个方法不会对线程原本的中断状态产生任何影响。

3) interrupted

也是判断线程的中断状态的。但是,需要注意的是,这个方法和 isInterrupted 有很大的不同。我们看下它们的源码:

public boolean isInterrupted() {  
    return isInterrupted(false);  
}

public static boolean interrupted() {  
    return currentThread().isInterrupted(true);  
}
//调用同一个方法,只是传参不同
private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

首先 isInterrupted 方法是线程对象的方法,而 interrupted 是Thread类的静态方法。

图片

其次,它们都调用了同一个本地方法 isInterrupted,不同的只是传参的值,这个参数代表的是,是否要把线程的中断状态清除(清除即不论之前的中断状态是什么值,最终都会设置为false)。

因此,interrupted 静态方法会把原本线程的中断状态清除,而 isInterrupted 则不会。所以,如果你调用两次 interrupted 方法,第二次就一定会返回false,除非中间又被中断了一次。

下面证明一下 interrupt 方法只是设置一个中断状态,而不是使当前线程中断运行:

public class TestFlag {
    static volatile boolean flag = true;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t = new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程中断标志:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
                while (flag){

                }
                System.out.println("标志flag为:" + flag);
                System.out.println("线程中断标志:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
                System.out.println("我还在继续执行");
            }
        });

        t.start();
        Thread.sleep(100);
        flag = false;
        t.interrupt();
    }
}

运行结果:

线程中断标志:false
标志flag为:false
线程中断标志:true
我还在继续执行

当线程启动,还没调用中断方法时,中断状态为false,然后调用中断方法,并把flag设置为false。此时,run方法跳出while死循环。我们会发现线程的中断状态为true,但是线程还是会继续往下执行,直到执行结束。

        

sleep 响应中断

线程中常用的阻塞方法,如sleep,join和wait 都会响应中断,然后抛出一个中断异常 InterruptedException。但是,注意此时,线程的中断状态会被清除。所以,当我们捕获到中断异常之后通过 interrupt 方法把中断状态重新设置为true。

LockSupport方法介绍

是一个用于构建同步组件的工具

LockSupport 方法中重要的两个方法就是park 和 unpark 。

park和interrupt中断

park方法可以阻塞当前线程,如果调用unpark方法或者中断当前线程,则会从park方法中返回。

park方法对中断方法的响应和 sleep 有一些不太一样。它不会抛出中断异常,而是从park方法直接返回,不影响线程的继续执行

unpark

unpark会唤醒被park的指定线程。但是,这里要说明的是,unpark 并不是简单的直接去唤醒被park的线程。看下JDK的解释:

图片

unpark只是给当前线程设置一个许可证。如果当前线程已经被阻塞了(即调用了park),则会转为不阻塞的状态。如若不然,下次调用park方法的时候也会保证不阻塞。这句话的意思,其实是指,park和unpark的调用顺序无所谓,只要unpark设置了这个许可证,park方法就可以在任意时刻消费许可证,从而不会阻塞方法。

还需要注意的是,许可证最多只有一个,也就是说,就算unpark方法调用多次,也不会增加许可证。我们可以通过代码验证,只需要把上边代码修改一行即可

park/unpark和 wait/notify区别

了解了 park/unpark的用法之后,想必你也能分析出来它们和 wait、notify有什么不同之处了。

1) wait和notify方法必须和同步锁 synchronized一块儿使用。而park/unpark使用就比较灵活了,没有这个限制,可以在任何地方使用。

2) park/unpark 使用时没有先后顺序,都可以使线程不阻塞(前面代码已验证)。而wait必须在notify前先使用,如果先notify,再wait,则线程会一直等待。

3) notify只能随机释放一个线程,并不能指定某个特定线程,notifyAll是释放锁对象中的所有线程。而unpark方法可以唤醒指定的线程。

4)  调用wait方法会使当前线程释放锁资源,但使用的前提是必须已经获得了锁。而park不会释放锁资源。(以下代码验证)

public class LockSyncTest {
    private static Object lock = new Object();
    //保存调用park的线程,以便后续唤醒
    private static Thread parkedThread;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread t1 = new Thread(()->{
             synchronized (lock){
                 System.out.println("unpark前");
                 LockSupport.unpark(parkedThread);
                 System.out.println("unpark后");
             }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //和t1线程用同一把锁时,park不会释放锁资源,若换成this锁,则会释放锁
                synchronized (lock){
                    System.out.println("park前");
                    parkedThread = Thread.currentThread();
                    LockSupport.park();
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("park后");
                }
            }
        });

        t2.start();
        Thread.sleep(100);
        t1.start();

    }
}
//打印结果
//park前

以上代码,会一直卡在t2线程,因为park不会释放锁,因此t1也无法执行。

如果把t2的锁换成this锁,即只要和t1不是同一把锁,则t1就会正常执行,然后把t2线程唤醒。打印结果如下:

park前
unpark前
unpark后
park后
标题“51单片机通过MPU6050-DMP获取姿态角例程”解析 “51单片机通过MPU6050-DMP获取姿态角例程”是一个基于51系列单片机(一种常见的8位微控制器)的程序示例,用于读取MPU6050传感器的数据,并通过其内置的数字运动处理器(DMP)计算设备的姿态角(如倾斜角度、旋转角度等)。MPU6050是一款集成三轴加速度计和三轴陀螺仪的六自由度传感器,广泛应用于运动控制和姿态检测领域。该例程利用MPU6050的DMP功能,由DMP处理复杂的运动学算法,例如姿态融合,将加速度计和陀螺仪的数据进行整合,从而提供稳定且实时的姿态估计,减轻主控MCU的计算负担。最终,姿态角数据通过LCD1602显示屏以字符形式可视化展示,为用户提供直观的反馈。 从标签“51单片机 6050”可知,该项目主要涉及51单片机和MPU6050传感器这两个关键硬件组件。51单片机基于8051内核,因编程简单、成本低而被广泛应用;MPU6050作为惯性测量单元(IMU),可测量设备的线性和角速度。文件名“51-DMP-NET”可能表示这是一个与51单片机及DMP相关的网络资源或代码库,其中可能包含C语言等适合51单片机的编程语言的源代码、配置文件、用户手册、示例程序,以及可能的调试工具或IDE项目文件。 实现该项目需以下步骤:首先是硬件连接,将51单片机与MPU6050通过I2C接口正确连接,同时将LCD1602连接到51单片机的串行数据线和控制线上;接着是初始化设置,配置51单片机的I/O端口,初始化I2C通信协议,设置MPU6050的工作模式和数据输出速率;然后是DMP配置,启用MPU6050的DMP功能,加载预编译的DMP固件,并设置DMP输出数据的中断;之后是数据读取,通过中断服务程序从DMP接收姿态角数据,数据通常以四元数或欧拉角形式呈现;再接着是数据显示,将姿态角数据转换为可读的度数格
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