到底什么才是线程？

最新推荐文章于 2025-06-26 14:05:16 发布

星垣矩阵架构师

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文章标签： java 后端

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/BeReborn/article/details/145991105

Java线程全面解析

一、什么是线程？

1.1 基础概念

线程可以理解为 程序执行的最小单位，就像工厂流水线上同时工作的多个工人。
特点：同一进程内的线程共享内存空间（比如共享变量），而进程之间数据独立。
举例：假设你开了一个浏览器（进程），下载文件的同时还能看视频，这就是两个线程在并行工作。

特点：

轻量级：比传统进程更节省资源
执行路径：每个线程都有自己的程序计数器、栈空间
共享内存：同一进程内的线程共享堆内存和方法区

1.2 线程 vs 进程

	进程	线程
资源占用	独立内存空间（开销大）	共享内存（开销小）
切换成本	高（需要切换内存空间）	低（只需切换执行路径）
通信方式	管道、Socket等复杂机制	直接读写共享变量

1.3 为什么用线程？

提升性能：多核CPU并行计算（视频渲染、数据分析）
增强响应：GUI程序保持界面响应（如IDE边编译边打字）
资源复用：Web服务器同时处理多个请求（HTTP连接池）

1.4 创建线程的两种方式

方式1：实现Runnable（推荐）

// 任务定义
class DownloadTask implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("开始下载文件...");
    }
}

// 启动线程
Thread downloadThread = new Thread(new DownloadTask());
downloadThread.start();

优势：避免单继承限制，更适合线程池

方式2：继承Thread

class PrintThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("打印线程运行中");
    }
}

// 启动线程
new PrintThread().start();

局限：Java不支持多继承，扩展性差

1.5 线程的优缺点

优点缺点提升CPU利用率增加程序复杂度简化异步任务处理可能引发资源竞争（如数据不同步）改善程序响应速度调试难度高（死锁、线程安全问题）

二、如何中断线程？

2.1 中断机制三要素

中断信号：thread.interrupt()
状态检测：Thread.currentThread().isInterrupted()
异常处理：捕获InterruptedException

2.2 标准中断流程

public class SafeStopExample implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            try {
                // 模拟工作任务
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("处理数据...");
            } catch (InterruptedException e) {
                // 重置中断状态
                Thread.currentThread().interrupt();
                System.out.println("收到中断请求，清理资源");
            }
        }
    }
}

2.3 中断要点

不要使用已废弃方法：stop()/suspend()会导致数据损坏
正确处理中断异常：在catch块中恢复中断状态
资源释放：在检测到中断后及时关闭文件、网络连接等

三、线程的6种状态（重点）

3.1 完整生命周期

3.2 状态详解

状态	触发条件	典型场景
NEW	线程刚创建未启动	`Thread t = new Thread()`
RUNNABLE	在JVM中可运行（可能正在或等待CPU）	执行未阻塞的代码
BLOCKED	等待进入synchronized代码块	多个线程竞争同一把锁
WAITING	无限期等待其他线程唤醒	`object.wait()`无参调用
TIMED_WAITING	有限期等待（自带超时机制）	`Thread.sleep(500)`
TERMINATED	执行完毕或异常终止	`run()`方法正常/异常退出

详细说明：

NEW
- 线程刚被创建，但尚未调用start()方法启动。
- 此时线程还未分配系统资源，仅是一个对象实例。
RUNNABLE
- 线程已经启动，正在执行或等待CPU调度。
- 包括两种子状态：
  - Running：正在执行任务。
  - Ready：等待CPU分配时间片。
BLOCKED
- 线程试图获取一个被其他线程持有的synchronized锁时，会进入阻塞状态。
- 当锁被释放后，线程会重新进入RUNNABLE状态。
WAITING
- 线程主动进入无限期等待状态，直到被其他线程唤醒。
- 常见场景：
  - 调用Object.wait()，等待notify()或notifyAll()。
  - 调用Thread.join()，等待目标线程结束。
TIMED_WAITING
- 线程主动进入有限期等待状态，超时后自动恢复。
- 常见场景：
  - 调用Thread.sleep(long)，睡眠指定时间。
  - 调用Object.wait(long)，等待指定时间或被唤醒。
TERMINATED
- 线程的run()方法执行完毕或抛出未捕获的异常时，进入终止状态。
- 终止后线程无法再次启动。