Java多线程并发编程学习笔记【基础知识1】

该系列博文大多为阅读《java并发编程之美 翟陆续、薛宾田著 》的笔记

一、线程状态

线程总共有五种状态：新建（newThread）、就绪（runnable）、运行（running）、死亡（dead）、阻塞（blocked）。

0、线程状态的转换 

其中等待队列是阻塞状态，不过不是调用的是object类的方法，而不是Thread类的相关方法。

1、wait()方法，Object类的方法

当一个线程调用一个共享变量的wait()方法时，该调用线程会进入阻塞状态，直到发生下面两种情况才会返回：

• 其他线程调用该共享对象的notify()或者notifyAll()方法；
• 其他线程调用了该线程的interrupt()方法，抛出InterruptException异常

想要调用wait()方法，需要现要获取对象的监视器锁，否则会报IllegalMonitorStateException。

而获取监视器锁的方式有两种

 调用wait()方法后，会释放该共享变量上的锁，当前线程其他共享变量的锁不会被释放。然后会等待其他线程调用共享变量的notify()或者notifyAll()方法，重新竞争获取共享变量的锁之后，再去执行wait()方法后面的代码。

2、notify()和notifyAll()方法，Object类的方法

调用共享对象的notify()方法后，会唤醒一个在该共享变量上调用wait()方法被挂起的线程。而notifyAll()会唤醒所有在该共享变量上调用wait()方法被挂起的线程。

3、join()方法,Thread类的方法

调用对象线程的join()方法后，当前线程会进入阻塞状态直到对象线程死亡才会往下执行，比如用于等待多个线程资源加载完成。

比如线程A调用线程B的join()方法，线程A称为当前线程，B成为对象线程，线程A会进入阻塞状态（不是B线程进入等待状态），等待B线程的返回 。

4、sleep()方法,Thread类的方法

让当前线程从运行态转变为超时等待状态（timed waiting）（阻塞态一种），暂时让出指定时间的cpu调度权，但不会释放拥有的监视器资源，比如锁。时间结束后继续参与cpu的调度。

5、yield()方法，Thread类的方法

当前线程请求让出自己的cpu，然后重新排队获取cpu时间片，获取到时间片后再继续执行。与sleep()不同的是，线程会进入就绪状态，而不是阻塞状态。这也就造成了yield()方法可能是一厢情愿，cpu可能还是会优先执行该线程。

6、线程中断相关方法，Thread类的方法

• void interrupt()：设置对象线程的中断状态为true，对象线程并不会因此被中断，而是会继续执行下去。直到对象线程调用了wait系列函数、join方法或者sleep方法进入阻塞状态时，调用的地方将会抛出InterruptedException异常而返回。
• PS：因为wait、join、sleep方法是会使当前线程进行相应的操作，所以在A线程是无法使B线程进行这些动作的，只能在B线程里面进行调用才有相应的效果。
• boolean isInterrupted()：返回对象线程的中断标志
• boolean interrupted()：返回当前线程的中断标志，并且重置标志为false。比如说当前线程中断标志为true，第一次调用返回true，第二次返回false。

二、死锁

死锁是指两个或者两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而造成的互相等待的现象。比如线程T1拥有资源R1，过程中需要等待R2资源；线程T2拥有R2资源，却等待R1资源的释放。

1、死锁产生条件

• 互斥条件：指资源在同一时间内只能由一个线程占用，其他线程想要使用需要等待。
• 请求并持有条件：指一个线程已经持有了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而新资源已经被其他线程占有，所以当前线程会被阻塞，但阻塞的同时并不释放自己已经获取到的资源。
• 不可剥夺条件：指线程获取到的资源在自己使用完之前不被其他线程占有，只有自己使用完后才会被释放。
• 环路等待：发生死锁时，必然会存在线程与资源的环形链。

2、如何避免死锁

• 避免嵌套锁请求资源。
• 注意加锁的资源，不要对不必要的资源加锁。
• 注意请求资源的先后顺序，使其不能形成环路。比如已有线程T1拥有R1资源，请求R2资源，那么就不能存在线程T2拥有R2资源，请求R1资源。
• 避免无限等待，比如获取ReentrantLock的lock(long time, TimeUnit unit)方法请求锁，一段时间内请求不到会返回false；又或者使用Thread的join(long millis)方法时，加上时间限制

三、守护线程

java线程分两种：daemon（守护线程）和user（用户线程）。daemon线程会伴随着JVM的退出而销毁，而JVM退出前需要确保没有运行的user线程才能退出。

也就是说，daemon线程用于你希望某些后台线程能随着JVM关闭而关闭的场景。

设置线程为守护线程只需要设置daemon为true即可：

Thread a=new Thread(()->{
//do something
});
a.setDaemon(true);
a.start();

四、线程本地变量

• ThreadLocal：可以新建一个共享变量，让其他线程各自保存自己的本地变量

 

• InheritableThreadLocal：可建立一个让子线程访问到父线程的对象。