多线程-中

Posted 2021-11-28 zhangxiong-tianxiadiyi

一，线程的生命周期

新生状态

用new关键字建立一个线程后，该线程对象就处于新生状态。

处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用start()方法进入就绪状态。

 

就绪状态

处于就绪状态线程具备了运行条件，但还没分配到CPU，处于线程就绪队列，等待系统为其分配CPU。

当系统选定一个等待执行的线程后，它就会从就绪状态进入执行状态，该动作称为“CPU调度”。

运行状态

在运行状态的线程执行自己的run方法中代码,直到等待某资源而阻塞或完成任何而死亡。

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等待执行状态。

阻塞状态

处于运行状态的线程在某些情况下，如执行了sleep(睡眠)方法，或等待I/O设备等资源，将让出CPU并暂时停止自己运行，进入阻塞状态。

在阻塞状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起阻塞的原因消除时，如睡眠时间已到，或等待的I/O设备空闲下来，线程便转入就绪状态，重新到就绪队列中排队等待，被系统选中后从原来停止的位置开始继续执行。

死亡状态

死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有三个，一个是正常运行

的线程完成了它的全部工作；另一个是线程被强制性地终止，如通过stop方法来终止一个

线程【不推荐使用，可以用interrupt方法来终止】；三是线程抛出未捕获的异常

二，线程常用方法

（1）线程优先级

public static void main(String[] args) {
        // 线程优先级
        System.out.println(Thread.MAX_PRIORITY);
        System.out.println(Thread.MIN_PRIORITY);
        System.out.println(Thread.NORM_PRIORITY);
        //设置线程优先级 (设置优先级表示被cpu调度的几率大，但不代表一定先运行)
        Student stu=new Student();
        stu.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        stu.start();    
    }

（2）isAlive

public static void main(String[] args) {
        //isAlive判断线程是否处于活动状态
        Student stu=new Student();
        System.out.println(stu.isAlive());
        
        stu.start();
        System.out.println(stu.isAlive());
    }
//线程调用start之后就处于活动状态

（3）join

调用该方法的线程强制执行，其它线程处于阻塞状态，该线程执行完毕后，其它线程再执行

join称为线程的强制执行，有可能被外界中断产生InterruptedException 中断异常

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Student stu=new Student();        
        stu.start();
        
        for(int i=0;i<5;i++){
            if(i==2){
                stu.join();//main在抢占到i==2时就处于阻塞转态，让stu执行完再继续回到就绪状态
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }

（4）sleep

在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）。休眠的线程进入阻塞状态

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Student stu=new Student();        
        stu.start();
        
        Thread mainThread=Thread.currentThread();
        System.out.println(mainThread.getName()+"即将进入休眠");
        Thread.sleep(3000);
        //终止线程
        stu.interrupt();
    }

（5）yield

当前线程给cpu调度器一个暗示，暗示其想礼让一次其拥有的cpu，CPU调度者也可以忽视这次暗示。此时当前线程进入就绪状态

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Student stu1=new Student();        
        stu1.start();
        Thread main=Thread.currentThread();
        for (int  i= 0;  i< 5; i++) {
            if(i==2){
                Thread.yield(); //礼让一次，重新进入就绪
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }

三，线程安全问题（线程同步）

  线程在执行过程中，通过cpu的调度，执行轨迹不确定，对共享资源的访问很容易造成数据的错误。我们称这个错乱称为线程安全问题

同步概念：

原子性操作:一个操作要么一次性做完，要么根本不开始，不存在中间状态。

同步就是让操作保持原子性！java提供两种方式实现同步

举例：卖票

public class Ticket implements Runnable {
private int count=5;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            if(count>0){
                count--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票，还剩" + count + "张票");
            }
        }
    }
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Ticket ticket=new Ticket();
        
        Thread t1=new Thread(ticket,"a");
        Thread t2=new Thread(ticket,"b");
        Thread t3=new Thread(ticket,"c");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

随机运行的其中一种结果是：

 可以看出运行轨迹是混乱的。

解决方案：

（1）代码块同步

把所有的同步操作放到同步代码块中

synchronized (mutex) {
   // .. .
}

mutex 称为互斥锁/同步锁。对共享资源进行加锁实现同步。一般用共享资源作为同步锁，也称同步监视器

具体答案：

public class Ticket implements Runnable {
private int count=5;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            synchronized (this) {    
            if(count>0){
                count--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票，还剩" + count + "张票");
            }
            }
        }
    }
}

（2）同步方法

如果同步代码(原子性)很多，可以考虑使用同步方法。

把普通方法用 synchronized 修饰，同步方法的同步监视器是this

具体代码：

public class Ticket implements Runnable {
private int count=5;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            this.saleTicket();
            }
        }
    private synchronized void saleTicket(){
        if(count>0){
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票，还剩" + count + "张票");
        }
    }
}

理解：就是把synchronized (this) {}里面的同步操作单拎出来放在synchronized  修饰的方法里面，然后再调用

四，死锁

线程t1，拥有A资源，再次申请B资源，线程t2,拥有B资源，再申请A资源。

t1因为没有申请到B资源而进入阻塞；t2因为没有申请到A资源进入阻塞。

此时两个线程都处于阻塞状态而不能正常结束，而此时cpu空转，这种情况称为死锁

帮助理解--->

甲：帮我带饭我再给你钱

乙：先给我钱我再帮你带饭。。。。一直僵持无法进入下一环节