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1. 常用方法总结
Thread类的常用API如下:
方法 | 说明 |
---|---|
public void start() | 启动一个新线程,Java虚拟机调用此线程的 run 方法 |
public void run() | 线程启动后调用该方法 |
public void setName(String name) | 给当前线程取名字 |
public void getName() | 获取当前线程的名字 线程存在默认名称:子线程是 Thread-索引,主线程是 main |
public static Thread currentThread() | 获取当前线程对象,代码在哪个线程中执行 |
public static void sleep(long time) | 让当前线程休眠多少毫秒再继续执行 Thread.sleep(0) : 让操作系统立刻重新进行一次 CPU 竞争 |
public static native void yield() | 提示线程调度器让出当前线程对 CPU 的使用 |
public final int getPriority() | 返回此线程的优先级 |
public final void setPriority(int priority) | 更改此线程的优先级,常用 1 5 10 |
public void interrupt() | 中断这个线程,异常处理机制 |
public static boolean interrupted() | 判断当前线程是否被打断,清除打断标记 |
public boolean isInterrupted() | 判断当前线程是否被打断,不清除打断标记 |
public final void join() | 等待这个线程结束 |
public final void join(long millis) | 等待这个线程死亡 millis 毫秒,0 意味着永远等待 |
public final native boolean isAlive() | 线程是否存活(还没有运行完毕) |
public final void setDaemon(boolean on) | 将此线程标记为守护线程或用户线程 |
public State getState() | Java 中线程状态是用 6 个 enum 表示,分别为:NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING,TIMED_WAITING, TERMINATED |
2. run和start
run方法:称为线程体,包含了要执行的这个线程的内容,方法运行结束,此线程随即终止。直接调用 run 是在主线程中执行了 run,没有启动新的线程,需要顺序执行
start方法:使用 start 是启动新的线程,此线程处于就绪(可运行)状态,通过新的线程间接执行 run 中的代码
说明:线程控制资源类
run() 方法中的异常不能抛出,只能 try/catch
- 因为父类中没有抛出任何异常,子类不能比父类抛出更多的异常
- 异常不能跨线程传播回 main() 中,因此必须在本地进行处理
要想开启个新线程,只能调用 t1.start()
方法而不是 t1.run()
方法。
3. sleep
-
调用 sleep 会让当前线程从
Running
进入Timed Waiting
状态(阻塞) -
sleep() 方法的过程中,线程不会释放对象锁
-
其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程,这时 sleep 方法会抛出 InterruptedException
-
睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行,需要抢占 CPU
-
建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性
Thread.sleep(1000); TimeUnit.SECONDS.sleep(1);//写为TimeUnit
4. yield
- 调用 yield 会让提示线程调度器让出当前线程对 CPU 的使用
- 具体的实现依赖于操作系统的任务调度器
- 会放弃 CPU 资源,锁资源不会释放
5. join
public final void join():等待这个线程结束
原理:调用者轮询检查线程 alive 状态,t1.join() 等价于:
public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {
// 调用者线程进入 thread 的 waitSet 等待, 直到当前线程运行结束
while (isAlive()) {
wait(0);
}
}
-
join 方法是被 synchronized 修饰的,本质上是一个对象锁,其内部的 wait 方法调用也是释放锁的,但是释放的是当前的线程对象锁,而不是外面的锁
-
当调用某个线程(t1)的 join 方法后,该线程(t1)抢占到 CPU 资源,就不再释放,直到线程执行完毕
线程同步:
- join 实现线程同步,因为会阻塞等待另一个线程的结束,才能继续向下运行
- 需要外部共享变量,不符合面向对象封装的思想
- 必须等待线程结束,不能配合线程池使用
- Future 实现(同步):get() 方法阻塞等待执行结果
- main 线程接收结果
- get 方法是让调用线程同步等待
public class Test {
static int r = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
test1();
}
private static void test1() throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
r = 10;
});
t1.start();
t1.join();//等待线程结束再执行下面的语句
System.out.println(r);
}
}
6. interrupt
6.1 相关方法
跟interrupt相关的方法如下:
方法 | 描述 |
---|---|
public void interrupt() | 打断这个线程,并抛出InterruptException异常 |
public static boolean interrupted() | 判断当前线程是否被打断,打断返回 true,清除打断标记,连续调用两次一定返回 false |
public boolean isInterrupted() | 判断当前线程是否被打断,不清除打断标记 |
打断的线程会发生上下文切换,操作系统会保存线程信息,抢占到 CPU 后会从中断的地方接着运行(打断不是停止)
打断的线程会发生上下文切换,操作系统会保存线程信息,抢占到 CPU 后会从中断的地方接着运行(打断不是停止)
-
sleep、wait、join 方法都会让线程进入阻塞状态,打断线程会清空打断状态(false)
@Slf4j(topic = "c.Test") public class Test1 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread(()->{ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }, "t1"); t1.start(); Thread.sleep(500); t1.interrupt(); log.debug(" 打断状态: {}", t1.isInterrupted());// 打断状态: {}false } }
-
打断正常运行的线程:不会清空打断状态(true)
@Slf4j(topic = "c.Test") public class Test1 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t2 = new Thread(()->{ while(true) { Thread current = Thread.currentThread(); boolean interrupted = current.isInterrupted(); if(interrupted) { log.debug(" 打断状态: {}", interrupted);//打断状态: {}true break; } } }, "t2"); t2.start(); Thread.sleep(500); t2.interrupt(); } }
6.2 打断park线程
park 作用类似 sleep,用于暂停当前线程,打断 park 线程,不会清空打断状态(true)。
@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(() -> {
log.debug("park...");
LockSupport.park();
log.debug("unpark...");
log.debug("打断状态:{}", Thread.currentThread().isInterrupted());
}, "t1");
t1.start();
t1.interrupt();
}
}
正常情况下执行的话,执行到 LockSupport.park();
会暂停线程,不会往后执行,但是,使用了 interrupt()
进行打断的话,则能将其打断,并且输出如下:
17:30:19.345 c.Test [t1] - park…
17:30:19.347 c.Test [t1] - unpark…
17:30:19.347 c.Test [t1] - 打断状态:true
如果在之后再加一个park,即如下所示:
@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(() -> {
log.debug("park...");
LockSupport.park();
log.debug("unpark...");
log.debug("打断状态:{}", Thread.currentThread().isInterrupted());
LockSupport.park();
log.debug("unpark...");
}, "t1");
t1.start();
t1.interrupt();
}
}
这时输出如下:
20:16:24.536 c.Test [t1] - park…
20:16:24.537 c.Test [t1] - unpark…
20:16:24.537 c.Test [t1] - 打断状态:true
20:16:24.538 c.Test [t1] - unpark…
这是因为park的执行读取的是打断状态,此时的打断状态为true,所以无法进行park线程。
6.3 过时方法
不推荐使用的方法,这些方法已过时,容易破坏同步代码块,造成线程死锁:
-
public final void stop()
:停止线程运行废弃原因:方法粗暴,除非可能执行 finally 代码块以及释放 synchronized 外,线程将直接被终止,如果线程持有 JUC 的互斥锁可能导致锁来不及释放,造成其他线程永远等待的局面
-
public final void suspend()
:挂起(暂停)线程运行废弃原因:如果目标线程在暂停时对系统资源持有锁,则在目标线程恢复之前没有线程可以访问该资源,如果恢复目标线程的线程在调用 resume 之前会尝试访问此共享资源,则会导致死锁
-
public final void resume()
:恢复线程运行
7. 守护线程
public final void setDaemon(boolean on)
:如果是 true ,将此线程标记为守护线程
线程启动前调用此方法:
Thread t = new Thread() {
@Override
public void run() {
System.out.println("running");
}
};
// 设置该线程为守护线程
t.setDaemon(true);
t.start();
这里讲一下用户线程和守护线程的区别。
- 用户线程: 平常创建的普通线程
- 守护线程: 服务于用户线程,只要其它非守护线程运行结束了,即使守护线程代码没有执行完,也会强制结束。守护进程是脱离于终端并且在后台运行的进程,脱离终端是为了避免在执行的过程中的信息在终端上显示
说明:当运行的线程都是守护线程,Java 虚拟机将退出,因为普通线程执行完后,JVM 是守护线程,不会继续运行下去
常见的守护线程:
- 垃圾回收器线程就是一种守护线程
- Tomcat 中的 Acceptor 和 Poller 线程都是守护线程,所以 Tomcat 接收到 shutdown 命令后,不会等待它们处理完当前请求
8. 线程状态
8.1 操作系统中
操作系统中线程的状态分为五种状态,图解如下:
- 初始状态:仅是在语言层面创建了线程对象,还未与操作系统线程关联
- 可运行状态:(就绪状态)指该线程已经被创建(与操作系统线程关联),可以由 CPU 调度执行
- 运行状态:指获取了 CPU 时间片运行中的状态
- 当 CPU 时间片用完,会从运行状态转换至可运行状态,会导致线程的上下文切换
- 阻塞状态:
- 如果调用了阻塞 API,如 BIO 读写文件,这时该线程实际不会用到 CPU,会导致线程上下文切换,进入阻塞状态
- 等 BIO 操作完毕,会由操作系统唤醒阻塞的线程,转换至可运行状态
- 与可运行状态的区别是,对阻塞状态的线程来说只要它们一直不唤醒,调度器就一直不会考虑调度它们
- 终止状态:表示线程已经执行完毕,生命周期已经结束,不会再转换为其它状态
8.2 Java中
Java中将线程的状态分为六种状态,状态示意图如下:
线程由生到死的完整过程(生命周期):当线程被创建并启动以后,既不是一启动就进入了执行状态,也不是一直处于执行状态,在 API 中 java.lang.Thread.State
这个枚举中给出了六种线程状态:
线程状态 | 导致状态发生条件 |
---|---|
NEW(新建) | 线程刚被创建,但是并未启动,还没调用 start 方法,只有线程对象,没有线程特征 |
Runnable(可运行) | 线程可以在 Java 虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己代码,也可能没有,这取决于操作系统处理器,该状态涵盖了操作系统 层面的【可运行状态】、【运行状态】和【阻塞状态】(由于 BIO 导致的线程阻塞,在 Java 里无法区分,仍然认为是可运行),调用了 t.start() 方法:就绪(经典叫法) |
Blocked(阻塞) | 当一个线程试图获取一个对象锁,而该对象锁被其他的线程持有,则该线程进入 Blocked 状态;当该线程持有锁时,该线程将变成 Runnable 状态 |
Waiting(无限等待) | 一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程进入 Waiting 状态,进入这个状态后不能自动唤醒,必须等待另一个线程调用 notify 或者 notifyAll 方法才能唤醒 |
Timed Waiting (限期等待) | 有几个方法有超时参数,调用将进入 Timed Waiting 状态,这一状态将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有 Thread.sleep 、Object.wait |
Teminated(结束) | run 方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了 run 方法而死亡 |