java基础——线程基础概念

操作系统中线程

  • 线程是程序执行的最小单位,而进程是操作系统分配资源的最小单位。
  • 一个进程由一个或多个线程组成,线程是一个进程中代码的不同执行路线。
  • 进程之间相互独立,但同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号),某进程内的线程在其它进程不可见;

java中线程

Java给多线程编程提供了内置的支持,提供了两种创建线程方法:1.通过实现Runable接口;2.通过继承Thread类。查看Thread源码可以发现,其本身实现了Runnalbe接口,所以Runnable是显示创建线程必须实现的接口
<pre>
class ThreadTest extends Thread{
public ThreadB(String name) {
super(name);
}

   @Override
   public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
   }

}
</pre>

一个线程启动的时候需要通过Thread.start()执行,该方法会调用JNI(java本地方法)来实现一个真正意义的线程,jvm分配的Thread对象只是线程对应的外壳
Runnable可以看成一个“任务”,作为参数传递给Thread的时候,被付给target属性,Thread默认run方法调用这个target的run方法来完成,否则通过子类实现run方法。这样,Runnable任务和线程就是隔离概念,每个Thread可以尝试获取多个Runnalbe任务。

线程状态

NEW

表示该线程没有启动start方法,同时注意即使调用start方法,状态不代表立刻改变,中间还有些步骤需要一个执行过程。

RUNNABLE

处于NEW状态的线程发生start结束后即进入RUNNALBE状态,此状态可以理解为存活着并试图获取CPU的线程,java本身层面的RUNNABLE状态不代表一定处于运行状态(其实可以映射到计算中正在运行和等待运行两个状态)

BLOCKED

阻塞或者挂起状态,通常是由于等待一个“锁”,或者某个synchronized刚好有一个线程在使用,另一个线程尝试进入就会被挂起,直到线程走完临界区或者调用wait方法释放锁,才有机会夺取进入临界区的机会,挣到锁以后才可以由BLOCKED状态转变为RUNNALBE状态BLOCKED状态不仅仅集中在synchronized状态,可能是第三方组件等interrupt方法无法唤醒改状态

WAITING

改状态通常是指一个线程拥有对象锁后进入到相应的代码区域后,调用相应对象的wait方法产生的结果。wait的先决条件是进入临界区,通常是判断某些业务逻辑后选择了wait。可以被打断的方法:

  1. notify和notifyAll方法可以唤醒相应的wait方法进入RUNNABLE状态
  2. wait(int timeout)超过该时间自动唤醒改线程此时定义为(TIMED_WAITING状态)
  3. 对该线程使用interrupt方法
TERMINATED

run方法执行结束,java级别看到,os可能注销改线程或者给复用给其他请求 wait和notify方法必须要使用synchronized,首先这两个方法是基于对象存在实现的,等待的是一个对象发出的信号 interrupt只对WAITING和TIME_WAITING状态有效

java线程常见方法

join

使用场景一个大任务划分成多个小任务,多个小任务由多个线程去完成,最后数据等待所有任务完成,此时可以用join。

Waits for this thread to die.jdk解释该方法,重载方法join(long millis)最多等待ms改线程死亡 观看源码,join方法首先保证该线程是运行的,同时源码中使用了wait方法,所以需要获得改线程的锁,方可以执行

interupt

Java中断机制是一种协作机制,也就是说通过中断并不能直接终止另一个线程,而需要被中断的线程自己处理中断。Java中断模型也是这么简单,每个线程对象里都有一个boolean类型的标识代表着是否有中断请求。
一般说来,当可能阻塞的方法声明中有抛出InterruptedException则暗示该方法是可中断的,如BlockingQueue#put、BlockingQueue#take、Object#wait、Thread#sleep等,处理原则:

  1. 如果遇到的是可中断的阻塞方法抛出InterruptedException,可以继续向方法调用栈的上层抛出该异常,如果是检测到中断,则可清除中断状态并抛出InterruptedException,使当前方法也成为一个可中断的方法。
  2. 若有时候不太方便在方法上抛出InterruptedException,比如要实现的某个接口中的方法签名上没有throws InterruptedException,这时就可以捕获可中断方法的InterruptedException并通过Thread.currentThread.interrupt()来重新设置中断状态。如果是检测并清除了中断状态,亦是如此。
    一般的代码中,尤其是作为一个基础类库时,绝不应当吞掉中断,即捕获到InterruptedException后在catch里什么也不做,清除中断状态后又不重设中断状态也不抛出InterruptedException等。因为吞掉中断状态会导致方法调用栈的上层得不到这些信息。

如果线程在调用 Object 类的 wait()、wait(long) 或 wait(long, int) 方法,或者该类的 join()、join(long)、join(long, int)、sleep(long) 或 sleep(long, int) 方法过程中受阻,则其中断状态将被清除,它还将收到一个InterruptedException异常;
如果该线程在可中断的通道上的 I/O 操作中受阻,则该通道将被关闭,该线程的中断状态将被设置并且该线程将收到一个 ClosedByInterruptException 其他操作状态下的线程只是标记为改变不会抛异常

sleep

sleep()使当前线程进入停滞状态(阻塞当前线程),让出CUP的使用、目的是不让当前线程独自霸占该进程所获的CPU资源,以留一定时间给其他线程执行的机会;   sleep()是Thread类的Static(静态)的方法;因此他不能改变对象的机锁,所以当在一个Synchronized块中调用Sleep()方法是,线程虽然休眠了,但是对象的机锁并木有被释放,其他线程无法访问这个对象(即使睡着也持有对象锁)。

synchronized

synchronized锁住的是括号里的对象,而不是代码。对于非static的synchronized方法,锁的就是对象本身也就是this。synchronized关键字的时候,能缩小代码段的范围就尽量缩小,能在代码段上加同步就不要再整个方法上加同步。这叫减小锁的粒度,使代码更大程度的并发。

区分synchronized(this)表示锁住线程共享的某个对象,synchronized (Sync.class) 可以表示锁住某个固定类实现全局锁,即使线程多个Sync的对象;static synchronized方法,static方法可以直接类名加方法名调用,方法中无法使用this,所以它锁的不是this,而是类的Class对象,static synchronized方法也相当于全局锁。

synchronized使用参考文档

yield

  • Yield是一个静态的原生(native)方法
  • Yield告诉当前正在执行的线程把运行机会交给线程池中拥有相同优先级的线程
  • Yield不能保证使得当前正在运行的线程迅速转换到可运行的状态- 它仅能使一个线程从运行状态转到可运行状态,而不是等待或阻塞状态- 所有执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行

yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是,实际中无法保证yield()达到让步目的,因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中.yield()从未导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态

反面教材suspend、resume和stop suspend/resume

对应wait/notify方法,首先suspend调用后线程仍处于RUNNABLE状态并且不释放锁,只有发生resume的时候才会结束,同时suspend/resume不需要synchronized的支持
stop调用后,即使线程处于RUNNING状态也会被终止,抛出Error,这样会导致业务逻辑错误,数据执行一半被打断。
wait/notify使用参考文档

参考文档

http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46595285

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