wait时间到或被中断唤醒时,仍然需要等待获取锁。

本文通过两个线程T1和T2的实例演示了Java中线程同步的机制,包括synchronized关键字的使用、wait和notify方法的作用以及interrupt方法如何中断等待中的线程。

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  1. import java.io.IOException;  
  2.   
  3. public class Demo {  
  4.   
  5.     /** 
  6.      * @param args 
  7.      * @throws IOException 
  8.      * @throws InterruptedException 
  9.      * @throws ClassNotFoundException 
  10.      */  
  11.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ClassNotFoundException {  
  12.           
  13.         T1 t1 = new T1();  
  14.         T2 t2 = new T2(t1);  
  15.         t1.start();  
  16.         t2.start();  
  17.           
  18.     }  
  19.   
  20.   
  21.     static Integer i = 0;  
  22.   
  23.     static class T1 extends Thread {  
  24.   
  25.         public void run() {  
  26.   
  27.             synchronized (i) {  
  28.                 System.out.println("T1-在syn里");  
  29.                 try {  
  30.                     i.wait(50L);//验证表明:wait时间到或被中断唤醒,不会继续执行或者跳到catch里  
  31.                                 // (因为根本得不到执行,根本没法抛出InterruptedException,所以即使catch块放在syschronized外也一样 ),  
  32.                                 //而是还需要等待获得锁。  
  33.                                 //如果wait时间到或被中断唤醒,而T2还在syn里,那么T1还是会等待。  
  34.                 } catch (InterruptedException e) {  
  35.                     e.printStackTrace();  
  36.                 }  
  37.                 System.out.println("结束wait-T1");  
  38.                 System.out.println("T1-在syn里");  
  39.                 try {  
  40.                     Thread.sleep(10000L);  
  41.                 } catch (InterruptedException e) {  
  42.                     e.printStackTrace();  
  43.                 }  
  44.                 System.out.println("T1-在syn里");  
  45.             }  
  46.             System.out.println("离开syn-T1");  
  47.   
  48.         }  
  49.     }  
  50.       
  51.   
  52.     static class T2 extends Thread {  
  53.   
  54.         Thread t1;  
  55.         public T2(Thread t1){  
  56.             this.t1 = t1;  
  57.         }  
  58.           
  59.         public void run() {  
  60.             synchronized (i) {  
  61.                 System.out.println("T2-在syn里");  
  62.                 try {  
  63.                     t1.interrupt();  
  64.                     Thread.sleep(10000L);  
  65.                 } catch (InterruptedException e) {  
  66.                     e.printStackTrace();  
  67.                 }  
  68.                 System.out.println("T2-还在syn里");  
  69.             }  
  70.             System.out.println("T2-离开syn");  
  71.   
  72.         }  
  73.     }  
  74. }  

 

验证表明:wait时间到或被中断唤醒,不一定会继续执行或者跳到catch里,而是还需要等待获得锁。
               如果wait时间到或被中断唤醒,而T2还在syn里,那么T1还是会等待。

 

另外,Thread.interrupt()唤醒线程之后,其实是设置了Thead的中断状态,后续任何时候,当该线程尝试wait,join,sleep时,中断状态都会起作用,使得Thread被中断,wait/join/sleep方法会抛出中断异常(wait需要获取锁后才能继续抛出异常)。这点javadoc有说明。

 

 

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Java代码  收藏代码
  1. package com.atell;  
  2.   
  3. import java.io.IOException;  
  4.   
  5. public class Demo {  
  6.   
  7.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ClassNotFoundException {  
  8.   
  9.         T1 t1 = new T1();  
  10.         T2 t2 = new T2(t1);  
  11.         t1.start();  
  12.         t2.start();  
  13.   
  14.     }  
  15.   
  16.     static Integer i = 0;  
  17.   
  18.     static class T1 extends Thread {  
  19.   
  20.         public void run() {  
  21.   
  22.             synchronized (i) {  
  23.                 System.out.println("T1-syn-start");  
  24.                 try {  
  25.                     i.wait();// 可以被notify唤醒,也可以被interrupt唤醒,取决于T2中哪个操作先执行  
  26.                 } catch (InterruptedException e) {  
  27.                     System.out.println("在wait时被中断");  
  28.                 }  
  29.                 try {  
  30.                     Thread.sleep(2000L);  
  31.                 } catch (InterruptedException e) {  
  32.                     System.out.println("在sleep时被中断");  
  33.                 }  
  34.                 System.out.println("T1-syn-end");  
  35.             }  
  36.             System.out.println("离开syn-T1");  
  37.   
  38.         }  
  39.     }  
  40.   
  41.     static class T2 extends Thread {  
  42.   
  43.         Thread t1;  
  44.   
  45.         public T2(Thread t1){  
  46.             this.t1 = t1;  
  47.         }  
  48.   
  49.         public void run() {  
  50.             synchronized (i) {  
  51.                 System.out.println("T2-syn-start");  
  52.                 //(1)如果先interrupt再notify,那么i.wait会因为interrupt而醒过来,notify则不对它起作用(如果此时Monitor的等待队列有其他线程,则notify必须去唤醒其他线程,不能虚发- Java语言规范17.8.4最后一句明确提到。)。  
  53.                 //t1.interrupt();  
  54.                 //i.notify();  
  55.                 //(2)如果先notify再interrupt,那么i.wait会因为notify而醒过来,interrupt则对T1后续的sleep起作用。  
  56.                 i.notify();  
  57.                 t1.interrupt();  
  58.                 System.out.println("T2-syn-end");  
  59.             }  
  60.             System.out.println("T2-离开syn");  
  61.   
  62.         }  
  63.     }  
  64. }  

 

验证表明:wait可以被notify唤醒,也可以被interrupt唤醒,取决于哪个操作先执行

(以上是看《Java语言规范17.8节》之后的结论)

 

<think>首先,用户在询问调试方法,用于当`epoll_wait`被特定事件唤醒的情况。他们特别想知道在Linux中如何调试唤醒`epoll_wait`的事件。引用提供了关于Linux内核中的epoll机制的背景信息。关键点来自引用:-引用[1]谈到`ep_poll_callback`,当事件发生将epitem添加到就绪列表中。-引用[2]包含展示如何设置和使用epoll的用户空间代码,包括`epoll_wait`。-引用[3]解释了事件触发和边沿触发。-引用[4]描述了`epoll_event`结构。用户正在寻找调试方法,可能是在用户空间内核空间中追踪唤醒事件。回忆一下调试`epoll_wait`的技术:1.**打印日志**:在用户空间代码中添加调试打印语句,以查看在事件触发发生了什么。2.**使用strace**:跟踪系统调用以观察`epoll_wait`返回的事件。3.**内核调试**:启用内核调试选项,如ftraceprintk,以查看内核如何处理事件。4.**工具**:如`perf``bpftrace`监视事件。5.**文档**:参考内核文档,如`manepoll`其他Linux手册页。组织我的回答:-从理解`epoll_wait`开始:它是如何被事件唤醒的。-然后,列出用于调试该行为的方法。-确保回应清晰、逐步地进行。-生成相关问题。回答结构:1.**简介**:简要解释`epoll_wait`及其唤醒机制。2.**调试方法**:-**用户空间日志记录**-**系统调用追踪**-**内核级调试**-**使用调试工具**3.**参考**:引用手册页文档。4.**生成相关问题**既然系统要求使用中文回答,我会使用中文。现在,生成相关问题:-基于主题,例如:1.`epoll_wait`不同返回值的含义是什么?2.如何配置epoll进行边缘触发?3.在epoll中调试事件有哪些常见陷阱?最后,确保LaTeX格式:数学表达式使用$...$$$...$$。</think> ### epoll_wait 唤醒事件调试方法 在 Linux 中,`epoll_wait` 是一个高效的 I/O 多路复用接口,用于监控多个文件描述符上的事件。当被监控的 fd(文件描述符)有事件发生(如数据可读错误),内核会唤醒调用 `epoll_wait` 的进程,并将其从阻塞状态返回。调试唤醒事件的核心是识别触发事件的来源和原因。以下是基于 Linux 内核机制和用户空间实践的调试方法,逐步展开: 1. **理解 epoll_wait 的工作机制(背景)** `epoll_wait` 通过 `eventpoll` 结构管理事件,核心包括: - **就绪链表 (rdllist)**:当被监控的 fd 有事件,内核通过 `ep_poll_callback` 将对应的 `epitem` 添加到 rdllist 中,并唤醒等待的进程[^1]。 - **事件触发方式**:支持电平触发(Level Triggered, LT)和边沿触发(Edge Triggered, ET)。LT 在事件状态持续反复触发,ET 仅在状态变化触发一次,这影响了调试的粒度[^3]。 - 用户空间代码通常表现为: ```c n = epoll_wait(fd_epoll, pEvent, MAX_EPOLL_HANDLE, -1); // 阻塞等待 if (n > 0) { // 处理唤醒事件,遍历 pEvent 数组获取具体 fd 和事件类型 } ``` 唤醒后,`epoll_wait` 返回就绪事件的数量,并通过 `epoll_event` 结构体报告事件详情(如 `EPOLLIN` 表示数据可读)[^2][^4]。 2. **调试方法:逐步定位唤醒事件** 调试需结合用户空间和内核工具。以下是常用方法,按从简单到复杂的顺序: - **方法 1:用户空间日志添加(推荐起点)** 在代码中添加调试打印语句,捕获 `epoll_wait` 返回的事件细节。这简单有效: ```c n = epoll_wait(fd_epoll, pEvent, MAX_EPOLL_HANDLE, -1); if (n > 0) { printf("epoll_wait 唤醒,事件数: %d\n", n); for (int i = 0; i < n; i++) { printf("事件 %d: fd=%d, 类型=0x%x (EPOLLIN=0x%x, EPOLLERR=0x%x)\n", i, pEvent[i].data.fd, pEvent[i].events, EPOLLIN, EPOLLERR); } } ``` - **优点**:直接查看唤醒事件的 fd 和类型(如 `EPOLLIN` 表示读事件,`EPOLLERR` 表示错误)。配合 syslog 记录更全面。 - **技巧**:在初始化验证 fd 是否被正确添加到 epoll 实例(`epoll_ctl` 成功)[^2][^4]。 - **方法 2:系统调用追踪(strace)** 使用 `strace` 工具捕获 `epoll_wait` 的系统调用行为和返回: ```bash strace -e trace=epoll_wait -o debug.log ./your_program ``` - **输出分析**:`debug.log` 文件会显示每次 `epoll_wait` 的调用时间、返回值和错误码。如果返回 `>0`,表示被唤醒,事件数对应就绪 fd。 - **优点**:无需修改代码,适用于运行中的进程。结合 `-p PID` 附加到目标进程。 - **扩展**:使用 `strace -f` 跟踪多进程/线程环境。 - **方法 3:内核事件监控(ftrace perf)** 在内核层面跟踪事件触发源头: - **ftrace**:启用事件追踪,监控 `ep_poll_callback` 调用。 ```bash sudo trace-cmd record -e epoll -e syscalls:sys_enter_epoll_wait -e syscalls:sys_exit_epoll_wait ``` 分析输出:识别哪些 fd 触发了回调函数,从而定位唤醒源[^1]。 - **perf**:采集事件样本。 ```bash sudo perf record -e 'sched:*' -e 'irq:*' -g ./your_program sudo perf report ``` 可观察唤醒进程的调度细节。 - **优点**:深入内核机制,适用于间歇性问题。但需要 root 权限和内核调试支持。 - **方法 4:使用 eBPF/bpftrace 高级调试** 编写 eBPF 脚本实监控事件: ```bash # 监控 epoll_wait 返回 sudo bpftrace -e 'tracepoint:syscalls:sys_exit_epoll_wait { printf("epoll_wait 唤醒, retval=%d (事件数)\n", args->ret); }' ``` - **优点**:低开销,动态追踪事件源头。可扩展脚本记录上下文(如触发 fd)。 - **参考工具**:`bcc-tools` 中的 `epollstat` `wakeuptime`。 - **方法 5:文档与代码审查** - 查阅 Linux 手册页:`man epoll_wait` 详述错误码和事件类型。重点看 `EINTR`(信号中断 `EBADF`(无效 fd)等[^4]。 - 内核文档:参考 `Documentation/filesystems/eventpoll.txt`(需内核源码)。 - 代码审查:检查 epoll 设置是否正确(如是否误用了 `EPOLLET`(边沿触发),导致事件被丢失[^3])。 3. **常见陷阱与优化建议** - **事件丢失问题**:在 ET 模式下,若未一次性读完数据,后续事件不会触发,导致唤醒被跳过。调试检查是否正确处理所有数据。 - **虚假唤醒**:由信号(signal)中断引起,通过返回值错误码区分。 - **性能监控**:使用 `perf stat` 测量 `epoll_wait` 调用频率,确保高频事件不会导致 CPU 繁忙[^3]。 通过以上方法,可逐步定位特定唤醒事件的来源。建议从用户空间日志开始,逐步深入内核调试[^1][^3]。
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