JAVA线程

线程的创建和启动

JAVA使用Thread代表线程，所有线程对象都是Thread或其子类的实例

继承Thread类创建线程类

通过重写run方法来定义线程需要完成的任务，然后通过start来启动线程。

实现Runnable接口创建线程类

先定义runnable接口的实现类，重写该接口的run()方法，之后创建实现类的实例，以该实例作为Thread的target方法创建Thread对象，

Thread t = new Thread(target,name)

t.start()

也就是说Thread类创建线程类可直接作为线程对象，Runnable接口创建线程类只能作为线程对象的target，Runnable接口创建多线程时，Thread类的作用就是把run()方法包装成线程执行体。

采用Runnable接口创建线程类可以共享线程类的实例变量

使用Callable和Future创建线程

Java5开始提供了Callable接口，其提供了一个call()方法可以作为线程执行体，但call()比run()更为强大。

call()可以有返回值；

call()可以声明抛出异常；

因此，我们可以尝试使用Callable作为Thread的target，但是Callable并不是Runnable子类，不能被当做target使用；

JAVA5提供了Future接口来代表call()的返回值，并为Future接口提供了一个FutureTask实现类，该实现类实现了Future接口，并实现了Runnable接口–因此可以作为thread的target；

public class thread_ extends Thread{
    public static void main(String args[]) {

        thread_ t = new thread_();

        FutureTask task = new FutureTask(new callable_());
        new Thread(task,"Callable").start();

    }


    static class callable_ implements Callable {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            int i = 0;
            for(; i<100;i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            }
            return i;
        }
    }

}

创建线程方式对比

采用runnable和Callable：

线程只是实现了接口，还可以继承其他类，且多个线程可以共享一个target对象，适合多个相同线程处理同一份资源。

采用thread：

编程简单；

一般使用runnable和Callable来创建线程

线程的生命周期

线程共有5种状态：新建、就绪、运行、堵塞、死亡；

新建和就绪状态

线程被new出来后就处于新建状态，由JAVA虚拟机为其分配内存，并且初始化其成员变量的值，此时线程并为表现出任何的动态特征；

线程对象调用start()后就处于就绪状态，JAVA虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器，此时线程准备好运行的所有条件，至于何时开始运行，取决于JVM线程调度器的调度。

运行和堵塞状态

线程开始执行run()方法的线程执行体，其就进入了运行状态；

当发生如下状况，线程会进入堵塞状态：

调用sleep()主动放弃占用的CPU资源；

试图获得一个正在被其他线程持有的同步监视器；

调用一个堵塞式IO方法；

等待某个通知；

程序调用了线程的suspend()方法将线程挂起，（该方法容易导致死锁，尽量避免使用）

死亡状态

线程以以下三种方法结束后，处于死亡状态：

run()或者call()执行完成，程序正常结束；

抛出一个未被捕获的异常或error；

直接调用stop()方法强制结束；（该方法容易导致死锁，尽量避免使用）

可以使用isAlive()方法测试线程状态，当为新建、死亡两种状态时返回false，其余返回true；

控制线程

join线程

让一个线程等待另一个线程完成；当在某个线程执行流中调用其他线程的join()时，调用线程会被堵塞，直到被join的线程执行完；

后台线程

后台线程所示在后台运行，为其他线程提供服务的线程，如果所有前台线程都死亡，后台线程也会自动死亡；

调用Thread对象的setDaemon(true)方法可将该线程设置成后台线程，

线程睡眠sleep()

让当前执行的线程暂停一段时间；

改变线程优先级

优先级高的线程可获得较多的执行机会，默认优先级为父线程的优先级，可使用setPriority(int new Priority)，getPriority()设置和获得

线程同步

线程安全问题

两个进程并发修改同一个文件时，可能造成异常；JAVA引入了同步监视器来解决这个问题，使用同步监视器的通用方法为同步代码块：

synchronized (obj){
    //同步代码块代码
}

其中obj代表着一个同步监视器，上面代码的含义是，线程开始执行同步代码块之前，必须先获得对同步监视器的锁定。任何时可只能有一个线程可以获得对同步监视器的锁定，同步代码块执行完成后，线程会释放对同步监视器的锁定。

JAVA允许任何对象作为同步监视器，但同步监视器的目的是阻止并发访问同一个资源，因此通常使用可能被并发访问的共享资源充当同步监视器。

同步方法

同步方法就是使用synchronized关键字来修饰某个方法，对于同步方法而言，无需指定同步监视器，其同步监视器就是This,也就是调用该方法的对象。

释放同步监视器的锁定

线程会在下面情况释放锁定：

同步方法或代码块执行结束后释放；

同步方法或代码块遇到break,return等情况终止时释放；

出现未处理的error或exception释放；

程序执行了同步监视器线程的wait()方法时释放

注意使用sleep或suspend不会释放锁定

同步锁

JAVA5后可通过同步锁对象实现同步，由Lock对象充当；Lock也是控制多个线程对共享资源进行访问的工具，比起同步代码块更为方便灵活，

每次只能有一个线程对lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。

死锁

当两个线程相互等待对方释放同步监视器时就会发生死锁；

线程通信

Object类提供了三个方法：

wait():导致当前线程等待，直到其他线程调用该同步监视器的notify方法或notifyAll()方法来唤醒该线程，或者是自定的时间达到后。

notify():唤醒此同步监视器上等待的单个线程

notifyAll():唤醒此同步监视器上等待的所有线程

Condition

如果使用Lock对象来保证同步而不是Synchronized，就无法使用上面的方法进行线程通信，JAVA提供了一个Condition类保持协调，使用Condition可以让那些已经得到Lock对象却无法继续执行的线程释放Lock对象，企业能唤醒其他处于等待的线程。

Condition提供了三个类似的方法：

await();signal();signalAll()

堵塞队列

BlockingQueue：当生产者线程试图向其中取元素时，如果队列为空，则线程堵塞；线程试图存元素时，如果队列满，则线程堵塞；

BlockingQueue提供下面两个方法：

put(E e):尝试把e元素放入BlockingQueue中，若满则堵塞；

take():取出一个元素，若空则堵塞；

除此之外BlockingQueue还能使用Queue的一些通用方法；

线程组和未处理的异常

JAVA使用ThreadGroup来表示线程组，可以对一批线程组进行分类管理，JAVA允许程序直接对线程组进行控制，对线程组的控制相当于同时控制这批线程；

每个线程都属于一个线程组，没有显示指定的话就属于默认线程组。默认情况下，子线程与其父线程属于同一组；

线程只能在new的时候指定其线程组，之后不能改变；

ThreadGroup(String name)；创建新线程组，名字为name;

ThreadGroup(ThreadGroup parent,String name)；以指定的名字，指定的父线程组创建一个新线程组；

线程池

线程池在系统启动时就创建大量空闲线程，程序讲一个Runnable或者Callable对象传递给线程池，线程池就会启动一个线程执行他们的run()或call()方法，结束完毕后返回线程池成为空闲状态。

使用如下：

Executors类的静态工厂创建方法创建一个Executor对象，返回一个线程池。

创建线程实现类；

使用submit()方法提交runnable()实例；

使用shutdown()关闭线程池

ForkJoinPool

可以看下面的文章，讲一个任务拆分成多个小任务进行计算，再讲小人物结果合并成总的计算结果。ForkJoinPool是ExecutorService的实现类；

https://www.jianshu.com/p/91e504c910c9