Java 的線程支持提供了一些便捷的工具方法，通過這些便捷的工具方法可以很好地控制線程的執(zhí)行。

join 線程

Thread 提供了讓一個(gè)線程等待另一個(gè)線程完成的方法—— join() 方法。當(dāng)在某個(gè)程序執(zhí)行流中調(diào)用其他線程的 join() 方法時(shí)，調(diào)用線程將被阻塞，直到被 join() 方法加入的 join 線程執(zhí)行完為止。

join() 方法通常由使用線程的程序調(diào)用，以將大問題劃分成許多小問題，每個(gè)小問題分配一個(gè)線程。當(dāng)所有的小問題都得到處理后，再調(diào)用主線程來進(jìn)一步操作。

public class JoinThread extends Thread{
  // 提供一個(gè)有參數(shù)的構(gòu)造器，用于設(shè)置該線程的名字
  public JoinThread(String name) {
    super(name);
  }
  //重寫run()方法，定義線程執(zhí)行體
  public void run() {
    for (int i=0 ; i < 100; i++) {
      System.out.println(this.getName() + " " + i);
    }
  }
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //啟動子線程
    new JoinThread("新線程").start();
    for(int i=0 ; i < 100; i++) {
      if(i==20) {
        JoinThread jt = new JoinThread("被Join的線程");
        jt.start();
        // main線程調(diào)用了 jt 線程的 join() 方法
        // main線程必須等jt執(zhí)行結(jié)束后才會向下執(zhí)行
        jt.join();
      }
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
    }
  }
}

上面程序中一共有3個(gè)線程，主方法開始時(shí)就啟動了名為“新線程”的子線程，該子線程將會和 main 線程并發(fā)執(zhí)行。當(dāng)主線程的循環(huán)變量 i 等于20時(shí)，啟動了名為“被 Join 的線程”的線程，該線程不會和 main 線程并發(fā)執(zhí)行 ， main 線程必須等該線程執(zhí)行結(jié)束后才可以向下執(zhí)行。在名為“被 Join 的線程”的線程執(zhí)行時(shí)，實(shí)際上只有2個(gè)子線程并發(fā)執(zhí)行，而主線程處于等待狀態(tài)。運(yùn)行上面程序，會看到如下圖所示的運(yùn)行效果。

主線程執(zhí)行到 i == 20時(shí)，程序啟動并 join 了名為“被 Join 的線程”的線程，所以主線程將一直處于阻塞狀態(tài)，直到名為“被 Join 的線程”的線程執(zhí)行完成。

join() 方法有如下三種重載形式：

• join()：等待被 join 的線程執(zhí)行完成。
• join(long  millis)：等待被 join 的線程的時(shí)間最長為 millis 毫秒。如果在 millis 毫秒內(nèi)被 join 的線程還沒有執(zhí)行結(jié)束，則不再等待。
• join(long millis, int nanos)：等待被 join 的線程的時(shí)間最長為 millis 毫秒加 nanos 毫微秒。

提示：通常很少使用第三種形式，原因有兩個(gè)：程序?qū)r(shí)間的精度無須精確到毫微秒；計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)本身也無法精確到毫微秒。

后臺線程

有一種線程，它是在后臺運(yùn)行的，它的任務(wù)是為其他的線程提供服務(wù)，這種線程被稱為“后臺線程（Daemon Thread）”，又稱為“守護(hù)線程”或“精靈線程”。 JVM 的垃圾回收線程就是典型的后臺線程。

后臺線程有個(gè)特征：如果所有的前臺線程都死亡，后臺線程會自動死亡。

調(diào)用 Thread 對象的 setDaemon(true) 方法可將指定線程設(shè)置成后臺線程。下面程序?qū)?zhí)行線程設(shè)置成后臺線程，可以看到當(dāng)所有的前臺線程死亡時(shí)，后臺線程隨之死亡。當(dāng)整個(gè)虛擬機(jī)中只剩下后臺線程時(shí)，程序就沒有繼續(xù)運(yùn)行的必要了，所以虛擬機(jī)也就退出了。

public class DaemonThread extends Thread {
  // 定義后臺線程的線程執(zhí)行體與普通線程沒有任何區(qū)別
  public void run() {
    for (int i=0 ; i < 1000; i++) {
      System.out.println(this.getName() + " " + i);
    }
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    DaemonThread t = new DaemonThread();
    // 將此線程設(shè)置為后臺線程
    t.setDaemon(true);
    // 啟動后臺線程
    t.start();
    for (int i=0; i < 100; i++) {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
    }
    // ---------程序執(zhí)行到此處，前臺線程（main線程）結(jié)束----------
    // 后臺線程也應(yīng)該隨之結(jié)束      
  }
}

上面程序中的粗體字代碼先將t線程設(shè)置成后臺線程，然后啟動該線程，本來該線程應(yīng)該執(zhí)行到 i 等于999時(shí)才會結(jié)束，但運(yùn)行程序時(shí)不難發(fā)現(xiàn)該后臺線程無法運(yùn)行到999，因?yàn)楫?dāng)主線程也就是程序中唯一的前臺線程運(yùn)行結(jié)束后，JVM 會主動退出，因而后臺線程也就被結(jié)束了。

Thread 類還提供了一個(gè) isDaemon() 方法，用于判斷指定線程是否為后臺線程。

從上面程序可以看出，主線程默認(rèn)是前臺線程，t線程默認(rèn)也是前臺線程。并不是所有的線程默認(rèn)都是前臺線程，有些線程默認(rèn)就是后臺線程——前臺線程創(chuàng)建的子線程默認(rèn)是前臺線程，后臺線程創(chuàng)建的子線程默認(rèn)是后臺線程。

注意：前臺線程死亡后， JVM 會通知后臺線程死亡，但從它接收指令到做出響應(yīng)，需要一定時(shí)間。而且要將某個(gè)線程設(shè)置為后臺線程，必須在該線程啟動之前設(shè)置，也就是說，setDaemon(true) 必須在 start() 方法之前調(diào)用，否則會引發(fā) IllegalThreadStateException異常。

線程睡眠：sleep

如果需要讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程暫停一段時(shí)間，并進(jìn)入阻塞狀態(tài)，則可以通過調(diào)用 Thread 類的靜態(tài) sleep() 方法來實(shí)現(xiàn)。sleep() 方法有兩種重載形式。

• static void sleep(long millis)：讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程暫停millis毫秒，并進(jìn)入阻塞狀態(tài)，該方法受到系統(tǒng)計(jì)時(shí)器和線程調(diào)度器的精度與準(zhǔn)確度的影響。
• static void sleep(long millis, int nanos)：讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程暫停 millis 毫秒加 nanos 毫微秒，并進(jìn)入阻塞狀態(tài)，該方法受到系統(tǒng)計(jì)時(shí)器和線程調(diào)度器的精度與準(zhǔn)確度的影響。
  

與前面類似的是，程序很少調(diào)用第二種形式的 sleep() 方法。

當(dāng)當(dāng)前線程調(diào)用 sleep() 方法進(jìn)入阻塞狀態(tài)后，在其睡眠時(shí)間段內(nèi)，該線程不會獲得執(zhí)行的機(jī)會，即使系統(tǒng)中沒有其他可執(zhí)行的線程，處于 sleep() 中的線程也不會執(zhí)行，因此 sleep() 方法常用來暫停程序的執(zhí)行。

下面程序調(diào)用 sleep() 方法來暫停主線程的執(zhí)行，因?yàn)樵摮绦蛑挥幸粋€(gè)主線程，當(dāng)主線程進(jìn)入睡眠后，系統(tǒng)沒有可執(zhí)行的線程，所以可以看到程序在 sleep() 方法處暫停。

public class SleepTest {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    for(int i=0;i<10;i++) {
      System.out.println("當(dāng)前時(shí)間："+new Date());
      // 調(diào)用sleep() 方法讓當(dāng)前線程暫停1s
      Thread.sleep(1000);
    }
  }
}

上面程序中的粗體字代碼將當(dāng)前執(zhí)行的線程暫停 1 秒，運(yùn)行上面程序，看到程序依次輸出10條字符串，輸出2條字符串之間的時(shí)間間隔為1秒。

線程讓步： yield

yield() 方法是一個(gè)和 sleep() 方法有點(diǎn)相似的方法，它也是 Thread 類提供的一個(gè)靜態(tài)方法，它也可以讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程暫停，但它不會阻塞該線程，它只是將該線程轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。 yield() 只是讓當(dāng)前線程暫停一下，讓系統(tǒng)的線程調(diào)度器重新調(diào)度一次，完全可能的情況是：當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用了 yield() 方法暫停之后，線程調(diào)度器又將其調(diào)度出來重新執(zhí)行。

實(shí)際上，當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用了 yield() 方法暫停之后，只有優(yōu)先級與當(dāng)前線程相同，或者優(yōu)先級比當(dāng)前線程更高的處于就緒狀態(tài)的線程才會獲得執(zhí)行的機(jī)會。下面程序使用 yield() 方法來讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程暫停。

public class YieldTest extends Thread{
  public YieldTest(String name) {
    super(name);
  }
  // 定義run()方法作為線程執(zhí)行體
  public void run() {
    for(int i=0;i<50;i++) {
      System.out.println(getName()+"  "+i);
      // 當(dāng) i等于20時(shí)，使用 yield() 方法讓當(dāng)前線程讓步
      if(i==20) {
        Thread.yield();
      }
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    // 啟動兩個(gè)并發(fā)線程 
    YieldTest yt1 = new YieldTest("高級");
    // 將yt1線程設(shè)置成最高優(yōu)先級
    // yt1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
    yt1.start();
    YieldTest yt2 = new YieldTest("低級");
    // 將yt2線程設(shè)置成最低優(yōu)先級
    // yt2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
    yt2.start();
  }
}

注意：在多 CPU 并行的環(huán)境下， yield() 方法的功能有時(shí)候并不明顯。

關(guān)于 sleep() 方法和 yield() 方法的區(qū)別如下。

• sleep() 方法暫停當(dāng)前線程后，會給其他線程執(zhí)行機(jī)會，不會理會其他線程的優(yōu)先級；但 yield() 方法只會給優(yōu)先級相同，或優(yōu)先級更高的線程執(zhí)行機(jī)會。
• sleep() 方法會將線程轉(zhuǎn)入阻塞狀態(tài)，直到經(jīng)過阻塞時(shí)間才會轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)；而 yield() 不會將線程轉(zhuǎn)入阻塞狀態(tài)，它只是強(qiáng)制當(dāng)前線程進(jìn)入就緒狀態(tài)。因此完全有可能某個(gè)線程調(diào)用 yield() 方法暫停之后，立即再次獲得處理器資源被執(zhí)行。
• sleep() 方法聲明拋出了 InterruptedException 異常，所以調(diào)用 sleep() 方法時(shí)要么捕捉該異常，要么顯式聲明拋出該異常；而 yield ()方法則沒有聲明拋出任何異常。
• sleep() 方法比 yield() 方法有更好的可移植性，通常不建議使用 yield() 方法來控制并發(fā)線程的執(zhí)行。

改變線程優(yōu)先級

每個(gè)線程執(zhí)行時(shí)都具有一定的優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線程獲得較多的執(zhí)行機(jī)會，而優(yōu)先級低的線程則獲得較少的執(zhí)行機(jī)會。

每個(gè)線程默認(rèn)的優(yōu)先級都與創(chuàng)建它的父線程的優(yōu)先級相同，在默認(rèn)情況下， main 線程具有普通優(yōu)先級，由 main 線程創(chuàng)建的子線程也具有普通優(yōu)先級。

Thread 類提供了 setPriority(int newPriority)、 getPriority() 方法來設(shè)置和返回指定線程的優(yōu)先級，其中 setPriority() 方法的參數(shù)可以是一個(gè)整數(shù)，范圍是1~10之間，也可以使用 Thread 類的如下三個(gè)靜態(tài)常量。

• MAX _ PRIORITY：其值是 10。
• MIN _ PRIORITY：其值是 1 。
• NORM _ PRIORITY：其值是 5。
  

下面程序使用了 setPriority() 方法來改變主線程的優(yōu)先級，并使用該方法改變了兩個(gè)線程的優(yōu)先級，從而可以看到高優(yōu)先級的線程將會獲得更多的執(zhí)行機(jī)會。

public class PriorityTest extends Thread{
  public PriorityTest(String name) {
    super(name);
  }
  public void run() {
    for(int i=0;i<50;i++) {
      System.out.println(getName()+"，其優(yōu)先級是："+getPriority()+"，循環(huán)變量的值為："+i);
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    // 改變主線程的優(yōu)先級
    Thread.currentThread().setPriority(6);
    for(int i=0;i<30;i++) {
      if(i==10) {
        PriorityTest low = new PriorityTest("低級");
        low.start();
        System.out.println("創(chuàng)建之初的優(yōu)先級："+low.getPriority());
        // 設(shè)置該線程為最低優(yōu)先級
        low.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
      }
      if(i==20) {
        PriorityTest high = new PriorityTest("高級");
        high.start();
        System.out.println("創(chuàng)建之初的優(yōu)先級："+high.getPriority());
        // 設(shè)置該線程為最高優(yōu)先級
        high.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
      }
    }
  }
}

上面程序中的第一行粗體字代碼改變了主線程的優(yōu)先級為6，這樣由main線程所創(chuàng)建的子線程的優(yōu)先級默認(rèn)都是6，所以程序直接輸出 low、high 兩個(gè)線程的優(yōu)先級時(shí)應(yīng)該看到6。接著程序?qū)?low 線程的優(yōu)先級設(shè)為 Priority.MIN_PRIORITY，將 high 線程的優(yōu)先級設(shè)置為 Priority.MAX_PRIORITY。

運(yùn)行上面程序，會看到如下圖所示的效果。

值得指出的是，雖然 Java 提供了 10 個(gè)優(yōu)先級級別，但這些優(yōu)先級級別需要操作系統(tǒng)的支持。遺憾的是，不同操作系統(tǒng)上的優(yōu)先級并不相同，而且也不能很好地和 Java 的10個(gè)優(yōu)先級對應(yīng)，例如 Windows 2000 僅提供了 7個(gè)優(yōu)先級。因此應(yīng)該盡量避免直接為線程指定優(yōu)先級，而應(yīng)該使用 MAX_PRIORITY、MIN_PRIORITY 和 NORM_PRIORITY 三個(gè)靜態(tài)常量來設(shè)置優(yōu)先級，這樣才可以保證程序具有最好的可移植性。

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