浅谈Java线程的生命周期

最新推荐文章于 2024-08-29 18:13:17 发布

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创建Java线程

在Java程序中创建线程有几种方法。每个Java程序至少包含一个线程：主线程。其它线程都是通过Thread构造器或实例化继承类Thread的类来创建的。

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Java线程可以通过直接实例化Thread对象或实例化继承Thread的对象来创建其它线程。在线程基础中的示例（其中，我们在十秒钟之内计算尽量多的素数）中，我们通过实例化CalculatePrimes类型的对象（它继承了Thread），创建了一个线程。

当我们讨论Java程序中的线程时，也许会提到两个相关实体：完成工作的实际线程或代表线程的Thread对象。正在运行的线程通常是由操作系统创建的；Thread对象是由JavaVM创建的，作为控制相关线程的一种方式。

创建线程和启动线程并不相同

在一个线程对新线程的Thread对象调用start()方法之前，这个新线程并没有真正开始执行。Thread对象在其线程真正启动之前就已经存在了，而且其线程退出之后仍然存在。这可以让您控制或获取关于已创建的线程的信息，即使线程还没有启动或已经完成了。

通常在构造器中通过start()启动线程并不是好主意。这样做，会把部分构造的对象暴露给新的线程。如果对象拥有一个线程，那么它应该提供一个启动该线程的start()或init()方法，而不是从构造器中启动它。（请参阅参考资料，获取提供此概念更详细说明的文章链接。）

结束Java线程

Java线程会以以下三种方式之一结束：

Java线程到达其run()方法的末尾。

Java线程抛出一个未捕获到的Exception或Error。

另一个Java线程调用一个弃用的stop()方法。弃用是指这些方法仍然存在，但是您不应该在新代码中使用它们，并且应该尽量从现有代码中除去它们。

当Java程序中的所有线程都完成时，程序就退出了。

加入Java线程

ThreadAPI包含了等待另一个线程完成的方法：join()方法。当调用Thread.join()时，调用线程将阻塞，直到目标线程完成为止。

Thread.join()通常由使用线程的程序使用，以将大问题划分成许多小问题，每个小问题分配一个线程。本章结尾处的示例创建了十个线程，启动它们，然后使用Thread.join()等待它们全部完成。

Java线程调度

除了何时使用Thread.join()和Object.wait()外，线程调度和执行的计时是不确定的。如果两个线程同时运行，而且都不等待，您必须假设在任何两个指令之间，其它线程都可以运行并修改程序变量。如果线程要访问其它线程可以看见的变量，如从静态字段（全局变量）直接或间接引用的数据，则必须使用同步以确保数据一致性。

在以下的简单示例中，我们将创建并启动两个线程，每个线程都打印两行到System.out：

 publicclassTwoThreads{  
publicstaticclassThread1extendsThread{  
publicvoidrun(){  
System.out.println("A");  
System.out.println("B");  
}  
}  
publicstaticclassThread2extendsThread{  
publicvoidrun(){  
System.out.println("1");  
System.out.println("2");  
}  
}  
publicstaticvoidmain(String[]args){  
newThread1().start();  
newThread2().start();  
}  
}

我们并不知道这些行按什么顺序执行，只知道“1”在“2”之前打印，以及“A”在“B”之前打印。输出可能是以下结果中的任何一种：

12AB

1A2B

1AB2

A12B

A1B2

AB12

不仅不同机器之间的结果可能不同，而且在同一机器上多次运行同一程序也可能生成不同结果。永远不要假设一个线程会在另一个线程之前执行某些操作，除非您已经使用了同步以强制一个特定的执行顺序。

休眠

ThreadAPI包含了一个sleep()方法，它将使当前线程进入等待状态，直到过了一段指定时间，或者直到另一个线程对当前线程的Thread对象调用了Thread.interrupt()，从而中断了线程。当过了指定时间后，线程又将变成可运行的，并且回到调度程序的可运行线程队列中。

如果线程是由对Thread.interrupt()的调用而中断的，那么休眠的线程会抛出InterruptedException，这样线程就知道它是由中断唤醒的，就不必查看计时器是否过期。

Thread.yield()方法就象Thread.sleep()一样，但它并不引起休眠，而只是暂停当前线程片刻，这样其它线程就可以运行了。在大多数实现中，当较高优先级的线程调用Thread.yield()时，较低优先级的线程就不会运行。

CalculatePrimes示例使用了一个后台线程计算素数，然后休眠十秒钟。当计时器过期后，它就会设置一个标志，表示已经过了十秒。

守护程序线程

我们提到过当Java程序的所有线程都完成时，该程序就退出，但这并不完全正确。隐藏的系统线程，如垃圾收集线程和由JVM创建的其它线程会怎么样？我们没有办法停止这些线程。如果那些线程正在运行，那么Java程序怎么退出呢？

这些系统线程称作守护程序线程。Java程序实际上是在它的所有非守护程序线程完成后退出的。

任何线程都可以变成守护程序线程。可以通过调用Thread.setDaemon()方法来指明某个线程是守护程序线程。您也许想要使用守护程序线程作为在程序中创建的后台线程，如计时器线程或其它延迟的事件线程，只有当其它非守护程序线程正在运行时，这些线程才有用。

示例：用多个Java线程分解大任务

在这个示例中，TenThreads显示了一个创建了十个线程的程序，每个线程都执行一部分工作。该程序等待所有线程全部完成，然后收集结果。

 /**  
*Createstenthreadstosearchforthemaximumvalueofalargematrix.  
*Eachthreadsearchesoneportionofthematrix.  
*/  
publicclassTenThreads{  
privatestaticclassWorkerThreadextendsThread{  
intmax=Integer.MIN_VALUE;  
int[]ourArray;  
publicWorkerThread(int[]ourArray){  
this.ourArray=ourArray;  
}  
//Findthemaximumvalueinourparticularpieceofthearray  
publicvoidrun(){  
for(inti=0;i<ourArray.length;i++)  
max=Math.max(max,ourArray[i]);  
}  
publicintgetMax(){  
returnmax;  
}  
}  
publicstaticvoidmain(String[]args){  
WorkerThread[]threads=newWorkerThread[10];  
int[][]bigMatrix=getBigHairyMatrix();  
intmax=Integer.MIN_VALUE;  
//Giveeachthreadasliceofthematrixtoworkwith  
for(inti=0;i<10;i++){  
threads[i]=newWorkerThread(bigMatrix[i]);  
threads[i].start();  
}  
//Waitforeachthreadtofinish  
try{  
for(inti=0;i<10;i++){  
threads[i].join();  
max=Math.max(max,threads[i].getMax());  
}  
}  
catch(InterruptedExceptione){  
//fallthrough  
}  
System.out.println("Maximumvaluewas"+max);  
}  
}