Thread 小总结

Posted 2020-10-06

1 目录
2 线程概述
3 线程的定义
4 线程的启动
5 线程的状态
6 线程的方法属性

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1.线程概述

线程是一个程序的多个执行路径，执行调度的单元，依托于进程的存在。线不仅可以共享进程的内在，而且还拥有一个属于自己的内存空间，这段内存空间就是线程栈，是在建立线程时系统分配的，主要用来保存线内部所使用的数据，如线程执行函数中所定义的变量，线程的状态等信息。

Java中的多线程是一个抢占机制，抢占机制指的是多个线程处于可运行状态，但只是允许一个线程运行，他们通过竞争方式抢占CPU。

2.线程的定义

定义一个线程（Defining a Thread）有两种方法：

[1] 继承java.lang.Thread类，重写run()方法 

/** 
 * 使用继承java.lang.Thread类的方式创建一个线程 
 * 
 * @author DreamSea 2011-12-29 20:17:06 
 */  
public class ThreadTest extends Thread {  
  
    /** 
     * 重写（Override）run()方法 JVM会自动调用该方法 
     */  
    public void run() {  
        System.out.println("I‘m running!");  
    }  
}  

　　重写(override)run()方法在该线程的start()方法被调用后，JVM会自动调用run方法来执行任务。

 

[2] 实现java.lang.Runnable接口，并将其传入到Thread类对象中

/** 
 * 通过实现Runnable接口创建一个线程 
 * @author DreamSea 
 */  
public class ThreadTest implements Runnable {  
    public void run() {  
            System.out.println("I‘m running!");  
    }  
}  

　　

3.线程的启动

任何一个线程的执行的前提都是必须有Thread class的实例存在，并且通过调用run()方法启动线程。

[1] 如果线程是继承Thread类，则创建方式如下：

ThreadTest1 thread1 = new ThreadTest1();  
thread1.start();  

[2] 如果是实现Runnable接口，则创建方式如下：

ThreadTest2 thread2 = new ThreadTest2();  
Thread t = new Thread(thread2);  
t.start(); 

同步的前提
1. 必须要有2个或者2个以上的线程
2. 必须是多个线程使用同一个锁，多个线程可以同时操作同一个锁下的代码。
同步的弊端
1. 线程每次进入同步代码块或同步函数都要判断锁，浪费资源，影响效率
2. 可能出现死锁现象，多发生在一个同步代码块或同步函数中嵌套另一个同步函数或同步代码块，且2个同步上使用不同的锁。即同步中嵌套同步而锁不同就容易引发死锁。

4.线程的状态

 

[1] 新生状态（New）：当一个线程的实例被创建即使用new关键字和Thread类或其子类创建一个线程对象后，此时该线程处于新生(new)状态，处于新生状态的线程有自己的内存空间，但该线程并没有运行，此时线程还不是活着的（not alive）。

[2] 就绪状态（Runnable）：通过调用线程实例的start()方法来启动线程使线程进入就绪状态(runnable)；处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但还没有被分配到CPU即不一定会被立即执行，此时处于线程就绪队列，等待系统为其分配CPCU，等待状态并不是执行状态； 此时线程是活着的（alive）。

[3] 运行状态（Running）：一旦获取CPU(被JVM选中)，线程就进入运行(running)状态，线程的run()方法才开始被执行；在运行状态的线程执行自己的run()方法中的操作，直到调用其他的方法而终止、或者等待某种资源而阻塞、或者完成任务而死亡；如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到线程的等待状态；此时线程是活着的（alive）。

[4] 阻塞状态（Blocked）：通过调用join()、sleep()、wait()或者资源被暂用使线程处于阻塞(blocked)状态；处于Blocking状态的线程仍然是活着的（alive）。

[5] 死亡状态（Dead）：当一个线程的run()方法运行完毕或被中断或被异常退出，该线程到达死亡(dead)状态。此时可能仍然存在一个该Thread的实例对象，当该Thread已经不可能在被作为一个可被独立执行的线程对待了，线程的独立的call stack已经被dissolved。一旦某一线程进入Dead状态，他就再也不能进入一个独立线程的生命周期了。对于一个处于Dead状态的线程调用start()方法，会出现一个运行期(runtime exception)的异常；处于Dead状态的线程不是活着的（not alive）。

 

线程的状态转换图如下所示：

 

 

5.线程的方法、属性

 

[1] 优先级（priority）

每个类都有自己的优先级，一般property用1-10的整数表示，默认优先级是5，优先级最高是10；优先级高的线程并不一定比优先级低的线程执行的机会高，只是执行的机率高；默认一个线程的优先级和创建他的线程优先级相同。

[2] Thread.sleep()/sleep(long millis)
当前线程睡眠/millis的时间（millis指定睡眠时间是其最小的不执行时间，因为sleep(millis)休眠到达后，无法保证会被JVM立即调度）；sleep()是一个静态方法(static method) ，所以他不会停止其他的线程也处于休眠状态；线程sleep()时不会失去拥有的对象锁。 作用：保持对象锁，让出CPU，调用目的是不让当前线程独自霸占该进程所获取的CPU资源，以留一定的时间给其他线程执行的机会。

[3] Thread.yield()
让出CPU的使用权，给其他线程执行机会、让同等优先权的线程运行（但并不保证当前线程会被JVM再次调度、使该线程重新进入Running状态），如果没有同等优先权的线程，那么yield()方法将不会起作用。

[4] Thread.join()
使用该方法的线程会在此之间执行完毕后再往下继续执行。

[5] object.wait()
当一个线程执行到wait()方法时，他就进入到一个和该对象相关的等待池(Waiting Pool)中，同时失去了对象的机锁---暂时的，wait后还要返还对象锁。当前线程必须拥有当前对象的锁，如果当前线程不是此锁的拥有者，会抛出IllegalMonitorStateException异常,所以wait()必须在synchronized block中调用。

[6] Object.notify()/notifyAll()
唤醒在当前对象等待池中等待的第一个线程/所有线程。notify()/notifyAll()也必须拥有相同对象锁，否则也会抛出IllegalMonitorStateException异常。

[7] Synchronizing Block
Synchronized Block/方法控制对类成员变量的访问；Java中的每一个对象都有唯一的一个内置的锁，每个Synchronized Block/方法只有持有调用该方法被锁定对象的锁才可以访问，否则所属线程阻塞；机锁具有独占性、一旦被一个Thread持有，其他的Thread就不能再拥有（不能访问其他同步方法），方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。

6.Object.wait()和Thread.sleep(long)的区别

[1] sleep()方法
sleep()使当前线程进入停滞状态（阻塞当前线程），让出CUP的使用、目的是不让当前线程独自霸占该进程所获的CPU资源，以留一定时间给其他线程执行的机会。
sleep()是Thread类的Static(静态)的方法；因此他不能改变对象的机锁，所以当在一个Synchronized块中调用Sleep()方法是，线程虽然休眠了，但是对象的机锁并木有被释放，其他线程无法访问这个对象（即使睡着也持有对象锁）。
在sleep()休眠时间期满后，该线程不一定会立即执行，这是因为其它线程可能正在运行而且没有被调度为放弃执行，除非此线程具有更高的优先级。

[2] wait()方法
wait()方法是Object类里的方法；当一个线程执行到wait()方法时，它就进入到一个和该对象相关的等待池中，同时失去（释放）了对象的机锁（暂时失去机锁，wait(long timeout)超时时间到后还需要返还对象锁），其他线程可以访问。
wait()使用notify或者notifyAlll或者指定睡眠时间来唤醒当前等待池中的线程。
wiat()必须放在synchronized block中，否则会在program runtime时扔出"java.lang.IllegalMonitorStateException"异常。

 

总结一下：

wait()：可以指定时间也可以不指定时间，不指定时间时，只能由对应的notify()或notifyAll()来唤醒。
sleep()：必须指定时间，时间到自动从冻结状态转入运行状态或临时阻塞状态。
wait()：线程会释放执行权，并释放锁。
sleep()：线程会释放执行权，但是并不释放锁。