Thread類(lèi)的基本用法

創(chuàng)建子類(lèi)，繼承自Thread并且重寫(xiě)run方法：

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("hello thread");
    }
}
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 最基本的創(chuàng)建線(xiàn)程的辦法.
        Thread t = new MyThread();
        //調(diào)用了start方法才是真正的在系統(tǒng)中創(chuàng)建了線(xiàn)程，執(zhí)行run方法
        t.start();
    }
}

創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)，實(shí)現(xiàn)Runnable接口再創(chuàng)建Runnable是實(shí)例傳給Thread

class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("hello");
    }
}
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new MyRunnable());
        t.start();
    }
}

匿名內(nèi)部類(lèi):

創(chuàng)建了一個(gè)匿名內(nèi)部類(lèi)，繼承自Thread類(lèi)，同時(shí)重寫(xiě)run方法，再new出匿名內(nèi)部類(lèi)的實(shí)例

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello");
            }
        };
        t.start();
    }
}

new的Runnable，針對(duì)這個(gè)創(chuàng)建的匿名內(nèi)部類(lèi)，同時(shí)new出的Runnable實(shí)例傳給Thread的構(gòu)造方法

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("hello");
            }
        });
        t.start();
    }
}

lambda表達(dá)式 lambda代替Runnable

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(() ->{
            System.out.println("hello");
        });
        t.start();
    }
}

線(xiàn)程指標(biāo)

• 1.isDaemon();是否后臺(tái)線(xiàn)程 后臺(tái)線(xiàn)程不影響進(jìn)程退出，不是后臺(tái)線(xiàn)程會(huì)影響進(jìn)程退出
• 2.isAlive();是否存活 在調(diào)用start前系統(tǒng)中是沒(méi)有對(duì)應(yīng)線(xiàn)程的，run方法執(zhí)行完后線(xiàn)程就銷(xiāo)毀了，t對(duì)象可能還存在
• 3.isinterrupted();是否被中斷

run和start的區(qū)別:run單純的只是一個(gè)普通方法描述了任務(wù)的內(nèi)容 start則是一個(gè)特殊的方法，內(nèi)部會(huì)在系統(tǒng)中創(chuàng)建線(xiàn)程

中斷線(xiàn)程

線(xiàn)程停下來(lái)的關(guān)鍵是要讓對(duì)應(yīng)run方法執(zhí)行完，對(duì)于main線(xiàn)程來(lái)說(shuō)main方法執(zhí)行完了才會(huì)終止

1.手動(dòng)設(shè)置標(biāo)志位

在線(xiàn)程中控制這個(gè)標(biāo)志位就能影響到這個(gè)線(xiàn)程結(jié)束，但是此處多個(gè)線(xiàn)程共用一片虛擬空間，因此main線(xiàn)程修改的isQuit和t線(xiàn)程判斷的isQuit是同一個(gè)值

public class Demo10 {
    // 通過(guò)這個(gè)變量來(lái)控制線(xiàn)程是否結(jié)束.
    private static boolean isQuit = false;
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(() -> {
            while (!isQuit) {
                System.out.println("hello thread");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        t.start();

        // 就可以在 main 線(xiàn)程中通過(guò)修改 isQuit 的值, 來(lái)影響到線(xiàn)程是否退出
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // main 線(xiàn)程在 5s 之后, 修改 isQuit 的狀態(tài).
        isQuit = true;
    }
}

2.使用Thread中內(nèi)置的一個(gè)標(biāo)志位來(lái)判定

Thread.interruted()這是一個(gè)靜態(tài)方法 Thread.currentThread().isInterrupted()這是一個(gè)實(shí)例方法，其中currentThread能夠獲取到當(dāng)前線(xiàn)程的實(shí)例

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args)  {
        Thread t = new Thread(() -> {
            while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
                System.out.println("hello");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    // 當(dāng)觸發(fā)異常之后, 立即就退出循環(huán)~
                    System.out.println("這是收尾工作");
                    break;
                }
            }
        });
        t.start();
        try{
            Thread.sleep(5000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        // 在主線(xiàn)程中, 調(diào)用 interrupt 方法, 來(lái)中斷這個(gè)線(xiàn)程.
        // t.interrupt 的意思就是讓 t 線(xiàn)程被中斷!!
        t.interrupt();
    }
}

需要注意的是調(diào)用這個(gè)方法t.interrupt()可能會(huì)產(chǎn)生兩種情況：

• 1）如果t線(xiàn)程處在就緒就設(shè)置線(xiàn)程的標(biāo)志位為true
• 2）如果t線(xiàn)程處在阻塞狀態(tài)(sleep)，就會(huì)觸發(fā)一個(gè)InterruptExeception

線(xiàn)程等待

多個(gè)線(xiàn)程之間調(diào)度順序是不確定的，有時(shí)候我們需要控制線(xiàn)程之間的順序，線(xiàn)程等待就是一種控制線(xiàn)程執(zhí)行順序的手段，此處的線(xiàn)程等待只要是控制線(xiàn)程結(jié)束的先后順序。
哪個(gè)線(xiàn)程中的join，哪個(gè)線(xiàn)程就會(huì)阻塞等待直到對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程執(zhí)行完畢為止。

• t.join();調(diào)用這個(gè)方法的線(xiàn)程是main線(xiàn)程，針對(duì)t這個(gè)對(duì)象調(diào)用的此時(shí)就是讓main等待t。代碼執(zhí)行到j(luò)oin這一行就停下了，讓t先結(jié)束然后main繼續(xù)。
• t.join(10000);join提供了另一個(gè)版本為帶一個(gè)參數(shù)的，參數(shù)為等待時(shí)間10s之后join直接返回不再等待

Thread.currentThread()

能夠獲取當(dāng)前線(xiàn)程的應(yīng)用，哪個(gè)線(xiàn)程調(diào)用的currentThread就獲取到哪個(gè)線(xiàn)程的實(shí)例 對(duì)比this如下：

對(duì)于這個(gè)代碼來(lái)說(shuō)，通過(guò)繼承Thread的方法來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程。此時(shí)run方法中直接通過(guò)this拿到的就是當(dāng)前Thread的實(shí)例

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                System.out.println(this.getName());
            }
        };
        t.start();
    }
}

然而此處this不是指向Thread類(lèi)型，而是指向Runnable，Runnable只是一個(gè)單純的任務(wù)沒(méi)有name屬性，要想拿到線(xiàn)程名字只能通過(guò)Thread.currentThread()

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //err
                //System.out.println(this.getName());
                //right
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        });
        t.start();
    }
}

進(jìn)程狀態(tài)

針對(duì)系統(tǒng)層面：

• 就緒
• 阻塞

java中Thread類(lèi)進(jìn)一步細(xì)化：

• NEW：把Thread對(duì)象創(chuàng)建好了但是還沒(méi)有調(diào)用start
• TERMINATED:操作系統(tǒng)中的線(xiàn)程已執(zhí)行完畢銷(xiāo)毀，但是Thread對(duì)象還在獲取到的狀態(tài)
• RUNNABLE：就緒狀態(tài)，處在該狀態(tài)的線(xiàn)程就是在就緒隊(duì)列中，隨時(shí)可以調(diào)度到CPU上
• TIME_WAITING:調(diào)用了sleep就會(huì)進(jìn)入到該狀態(tài)，join(超時(shí)時(shí)間) BLOCKED:當(dāng)前線(xiàn)程在等待鎖導(dǎo)致了阻塞
• WAITING:當(dāng)前線(xiàn)程在等待喚醒

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：

線(xiàn)程安全問(wèn)題

定義：操作系統(tǒng)中線(xiàn)程調(diào)度是隨機(jī)的，導(dǎo)致程序的執(zhí)行可能會(huì)出現(xiàn)一些bug。如果因?yàn)檎{(diào)度隨機(jī)性引入了bug線(xiàn)程就是不安全的，反之則是安全的。
解決方法：加鎖，給方法直接加上synchronized關(guān)鍵字，此時(shí)進(jìn)入方法就會(huì)自動(dòng)加鎖，離開(kāi)方法就會(huì)自動(dòng)解鎖。當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程加鎖成功的時(shí)候，其他線(xiàn)程嘗試加鎖就會(huì)觸發(fā)阻塞等待，阻塞會(huì)一直持續(xù)到占用鎖的線(xiàn)程把鎖釋放為止。

synchronized public void increase() {
        count++;
}

線(xiàn)程不安全產(chǎn)生的原因：

• 1.線(xiàn)程是搶占式執(zhí)行，線(xiàn)程間的調(diào)度充滿(mǎn)隨機(jī)性。
• 2.多個(gè)線(xiàn)程對(duì)同一個(gè)變量進(jìn)行修改操作
• 3.針對(duì)變量的操作不是原子的
• 4.內(nèi)存可見(jiàn)性也會(huì)影響線(xiàn)程安全（針對(duì)同一個(gè)變量t1線(xiàn)程循環(huán)進(jìn)行多次讀操作，t2線(xiàn)程少次修改操作，t1就不會(huì)從內(nèi)存讀數(shù)據(jù)了而是從寄存器里讀）
• 5.指令重排序，也是編譯器優(yōu)化的一種操作，保證邏輯不變的情況下調(diào)整順序，解決方法synchronized。

內(nèi)存可見(jiàn)性解決方法：

• 1.使用synchronized關(guān)鍵字 使用synchronized不光能保證指令的原子性，同時(shí)也能保證內(nèi)存的可見(jiàn)性。被synchronized包裹起來(lái)的代碼編譯器就不會(huì)從寄存器里讀。
• 2.使用volatile關(guān)鍵字 能夠保證內(nèi)存可見(jiàn)性，禁止編譯器作出上述優(yōu)化，編譯器每次執(zhí)行判定相等都會(huì)重新從內(nèi)存讀取。

synchronized用法

在java中每個(gè)類(lèi)都是繼承自O(shè)bject，每個(gè)new出來(lái)的實(shí)例里面一方面包含自己安排的屬性，另一方面包含了“對(duì)象頭”即對(duì)象的一些元數(shù)據(jù)。加鎖操作就是在這個(gè)對(duì)象頭里面設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位。

1.直接修飾普通的方法

使用synchronized的時(shí)候本質(zhì)上是對(duì)某個(gè)“對(duì)象”進(jìn)行加鎖，此時(shí)的鎖對(duì)象就是this。加鎖操作就是在設(shè)置this的對(duì)象頭的標(biāo)志位，當(dāng)兩個(gè)線(xiàn)程同時(shí)嘗試對(duì)同一個(gè)對(duì)象加鎖的時(shí)候才有競(jìng)爭(zhēng)，如果是兩個(gè)線(xiàn)程在針對(duì)兩個(gè)不同對(duì)象加鎖就沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)。

class Counter{
	public int count;
	synchronized public void increase(){
	count++;
	}
}

2.修飾一個(gè)代碼塊

需要顯示制定針對(duì)那個(gè)對(duì)象加鎖（java中的任意對(duì)象都可以作為鎖對(duì)象）

public void increase(){
    synchronized(this){
    count++;
    }
}

3.修飾一個(gè)靜態(tài)方法

相當(dāng)于針對(duì)當(dāng)前類(lèi)的類(lèi)對(duì)象加鎖,類(lèi)對(duì)象就是運(yùn)行程序的時(shí)候。class文件被加載到JVM內(nèi)存中的模樣。

synchronized public static void func(){
}

或者

public static void func(){
    synchronized(Counter.class){

    }
}

監(jiān)視器鎖monitor lock

可重入鎖就是同一個(gè)線(xiàn)程針對(duì)同一個(gè)鎖，連續(xù)加鎖兩次，如果出現(xiàn)死鎖就是不可重入鎖，如果不會(huì)死鎖就是可重入的。因此就把synchronized實(shí)現(xiàn)為可重入鎖，下面的例子里啊連續(xù)加鎖操作不會(huì)導(dǎo)致死鎖?？芍厝腈i內(nèi)部會(huì)記錄所被哪個(gè)線(xiàn)程占用也會(huì)記錄加鎖次數(shù)，因此后續(xù)再加鎖就不是真的加鎖而是單純地把技術(shù)給自增。

synchronized public void increase(){
    synchronized(this){
        count++;
    }
}

死鎖的其他場(chǎng)景

• 1.一個(gè)線(xiàn)程一把鎖
• 2.兩個(gè)線(xiàn)程兩把鎖
• 3.N個(gè)線(xiàn)程M把鎖（哲學(xué)家就餐問(wèn)題，解決方法：先拿編號(hào)小的筷子）

死鎖的四個(gè)必要條件（前三個(gè)都是鎖本身的特點(diǎn)）

• 1.互斥使用，一個(gè)鎖被另一個(gè)線(xiàn)程占用后其他線(xiàn)程就用不了（鎖的本質(zhì)，保證原子性）
• 2.不可搶占，一個(gè)鎖被一個(gè)線(xiàn)程占用后其他線(xiàn)程不可把這個(gè)鎖給挖走
• 3.請(qǐng)求和保持，當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程占據(jù)了多把鎖之后，除非顯示的釋放否則這些鎖中都是該線(xiàn)程持有的
• 4.環(huán)路等待，等待關(guān)系成環(huán)（解決：遵循固定的順序加鎖就不會(huì)出現(xiàn)環(huán)路等待）

java線(xiàn)程類(lèi)：

• 不安全的：ArrayList，LinkedList，HashMap，TreeMap，HashSet，TreeSet，StringBuilder
• 安全的：Vector，HashTable，ConcurrentHashMap，StringBuffer，String

volatile

禁止編譯器優(yōu)化保證內(nèi)存可見(jiàn)性，產(chǎn)生原因：計(jì)算機(jī)想執(zhí)行一些計(jì)算就需要把內(nèi)存的數(shù)據(jù)讀到CPU寄存器中，然后再?gòu)募拇嫫髦杏?jì)算寫(xiě)回到內(nèi)存中，因?yàn)镃PU訪(fǎng)問(wèn)寄存器的速度比訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存快很多，當(dāng)CPU連續(xù)多次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存結(jié)果都一樣，CPU就會(huì)選擇訪(fǎng)問(wèn)寄存器。

JMM（Java Memory Model）Java內(nèi)存模型

就是把硬件結(jié)構(gòu)在java中用專(zhuān)業(yè)的術(shù)語(yǔ)又重新抽象封裝了一遍。

• 工作內(nèi)存（work memory）其實(shí)指的不是內(nèi)存，而是CPU寄存器。
• 主內(nèi)存（main memeory）這才是主內(nèi)存。
• 原因：java作為一個(gè)跨平臺(tái)編程語(yǔ)言要把硬件細(xì)節(jié)封裝起來(lái)，假設(shè)某個(gè)計(jì)算機(jī)沒(méi)有CPU或者內(nèi)存同樣可以套到上述模型中。

寄存器，緩存和內(nèi)存之間的關(guān)系

CPU從內(nèi)存取數(shù)據(jù)太慢，因此把數(shù)據(jù)直接放到寄存器里來(lái)讀，但寄存器空間太緊張于是又搞了一個(gè)存儲(chǔ)空間，比寄存器大比內(nèi)存小速度比寄存器慢比內(nèi)存快稱(chēng)為緩存。寄存器和緩存統(tǒng)稱(chēng)為工作內(nèi)存。

寄存器，緩存和內(nèi)存之間的關(guān)系圖

• 存儲(chǔ)空間：CPU<L1<L2<L3<內(nèi)存
• 速度：CPU>L1>L2>L3>內(nèi)存
• 成本：CPU>L1>L2>L3>內(nèi)存

volatile和synchronized的區(qū)別

• volatile只是保證可見(jiàn)性不保證原子性，只是處理一個(gè)線(xiàn)程讀和一個(gè)線(xiàn)程寫(xiě)的過(guò)程。
• synchronized都能處理

wait和notify

等待和通知處理線(xiàn)程調(diào)度隨機(jī)性問(wèn)題的，join也是一種控制順序的方式更傾向于控制線(xiàn)程結(jié)束。wait和notify都是Object對(duì)象的方法，調(diào)用wait方法的線(xiàn)程就會(huì)陷入阻塞，阻塞到有線(xiàn)程通過(guò)notify來(lái)通知。

public class Demo9 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object object = new Object();
        System.out.println("wait前");
        object.wait();
        System.out.println("wait后");
    }
}

wait內(nèi)部會(huì)做三件事;

• 1.先釋放鎖
• 2.等待其他線(xiàn)程的通知
• 3.收到通知后重新獲得鎖并繼續(xù)往下執(zhí)行

因此想用wait/notify就得搭配synchronized

public class Demo9 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object object = new Object();
        synchronized (object){
            System.out.println("wait前");
            object.wait();
            System.out.println("wait后");
        }
    }
}

注意：wait notify都是針對(duì)同一對(duì)象來(lái)操作的，例如現(xiàn)在有一個(gè)對(duì)象o，有10個(gè)線(xiàn)程都調(diào)用了o.wait，此時(shí)10個(gè)線(xiàn)程都是阻塞狀態(tài)。如果調(diào)用了o.notify就會(huì)把10個(gè)線(xiàn)程中的一個(gè)線(xiàn)程喚醒。而notifyAll就會(huì)把所有10個(gè)線(xiàn)程全都給喚醒，此時(shí)就會(huì)競(jìng)爭(zhēng)鎖。

到此這篇關(guān)于Java多線(xiàn)程Thread類(lèi)的使用及注意事項(xiàng)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Thread 內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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