Java中的線程Thread總結(jié)
首先來看一張圖,下面這張圖很清晰的說明了線程的狀態(tài)與Thread中的各個方法之間的關(guān)系,很經(jīng)典的!
在Java中創(chuàng)建線程有兩種方法:使用Thread類和使用Runnable接口。
要注意的是Thread類也實現(xiàn)了Runnable接口,因此,從Thread類繼承的類的實例也可以作為target傳入這個構(gòu)造方法??赏ㄟ^這種方法實現(xiàn)多個線程的資源共享。
線程的生命周期:
1.新建狀態(tài)(New):用new語句創(chuàng)建的線程對象處于新建狀態(tài),此時它和其它的java對象一樣,僅僅在堆中被分配了內(nèi)存
2.就緒狀態(tài)(Runnable):當(dāng)一個線程創(chuàng)建了以后,其他的線程調(diào)用了它的start()方法,該線程就進(jìn)入了就緒狀態(tài)。處于這個狀態(tài)的 線程位于可運(yùn)行池中,等待獲得CPU的使用權(quán)
3.運(yùn)行狀態(tài)(Running): 處于這個狀態(tài)的線程占用CPU,執(zhí)行程序的代碼
4.阻塞狀態(tài)(Blocked): 當(dāng)線程處于阻塞狀態(tài)時,java虛擬機(jī)不會給線程分配CPU,直到線程重新進(jìn)入就緒狀態(tài),它才有機(jī)會轉(zhuǎn)到 運(yùn)行狀態(tài)。
阻塞狀態(tài)分為三種情況:
1)、 位于對象等待池中的阻塞狀態(tài):當(dāng)線程運(yùn)行時,如果執(zhí)行了某個對象的wait()方法,java虛擬機(jī)就回把線程放到這個對象的等待池中
2)、 位于對象鎖中的阻塞狀態(tài),當(dāng)線程處于運(yùn)行狀態(tài)時,試圖獲得某個對象的同步鎖時,如果該對象的同步鎖已經(jīng)被其他的線程占用,JVM就會把這個線程放到這個對象的瑣池中。
3)、 其它的阻塞狀態(tài):當(dāng)前線程執(zhí)行了sleep()方法,或者調(diào)用了其它線程的join()方法,或者發(fā)出了I/O請求時,就會進(jìn)入這個狀態(tài)中。
一、創(chuàng)建并運(yùn)行線程
當(dāng)調(diào)用start方法后,線程開始執(zhí)行run方法中的代碼。線程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)??梢酝ㄟ^Thread類的isAlive方法來判斷線程是否處于運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)線程處于運(yùn)行狀態(tài)時,isAlive返回true,當(dāng)isAlive返回false時,可能線程處于等待狀態(tài),也可能處于停止?fàn)顟B(tài)。
二、掛起和喚醒線程
一但線程開始執(zhí)行run方法,就會一直到這個run方法執(zhí)行完成這個線程才退出。但在線程執(zhí)行的過程中,可以通過兩個方法使線程暫時停止執(zhí)行。這兩個方法是suspend和sleep。在使用suspend掛起線程后,可以通過resume方法喚醒線程。而使用sleep使線程休眠后,只能在設(shè)定的時間后使線程處于就緒狀態(tài)(在線程休眠結(jié)束后,線程不一定會馬上執(zhí)行,只是進(jìn)入了就緒狀態(tài),等待著系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度)。
雖然suspend和resume可以很方便地使線程掛起和喚醒,但由于使用這兩個方法可能會造成一些不可預(yù)料的事情發(fā)生,因此,這兩個方法被標(biāo)識為deprecated(棄用)標(biāo)記,這表明在以后的jdk版本中這兩個方法可能被刪除,所以盡量不要使用這兩個方法來操作線程。
三、終止線程的三種方法
有三種方法可以使終止線程。
1. 使用退出標(biāo)志,使線程正常退出,也就是當(dāng)run方法完成后線程終止。
2. 使用stop方法強(qiáng)行終止線程(線程中調(diào)用了阻塞代碼)(這個方法不推薦使用,因為stop是依靠拋出異常來結(jié)束線程的,也可能發(fā)生不可預(yù)料的結(jié)果)。如果沒有調(diào)用阻塞代碼,可以正常結(jié)束線程。
3. 使用interrupt方法中斷線程(線程中調(diào)用了阻塞代碼)(其實這種方法也是通過拋出異常來結(jié)束線程的)。如果沒有調(diào)用阻塞代碼,可以通過判斷線程的中斷標(biāo)志位來介紹線程。
線程的幾個方法:
join():等待此線程死亡后再繼續(xù),可使異步線程變?yōu)橥骄€程
interrupt():中斷線程,被中斷線程會拋InterruptedException
wait():等待獲取鎖:表示等待獲取某個鎖執(zhí)行了該方法的線程釋放對象的鎖,JVM會把該線程放到對象的等待池中。該線程等待其它線程喚醒
notify():執(zhí)行該方法的線程喚醒在對象的等待池中等待的一個線程,JVM從對象的等待池中隨機(jī)選擇一個線程,把它轉(zhuǎn)到對象的鎖池中。使線程由阻塞隊列進(jìn)入就緒狀態(tài)
sleep():讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程休眠,有一個用法可以代替yield函數(shù)——sleep(0)
yield():暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對象,并執(zhí)行其他線程。也就是交出CPU一段時間(其他同樣的優(yōu)先級或者更高優(yōu)先級的線程可以獲取到運(yùn)行的機(jī)會) sleep和yield區(qū)別:
1、sleep()方法會給其他線程運(yùn)行的機(jī)會,而不考慮其他線程的優(yōu)先級,因此會給較低線程一個運(yùn)行的機(jī)會;yield()方法只會給相同優(yōu)先級或者更高優(yōu)先級的線程一個運(yùn)行的機(jī)會。
2、當(dāng)線程執(zhí)行了sleep(long millis)方法后,將轉(zhuǎn)到阻塞狀態(tài),參數(shù)millis指定睡眠時間;當(dāng)線程執(zhí)行了yield()方法后,將轉(zhuǎn)到就緒狀態(tài)。
3、sleep()方法聲明拋出InterruptedException異常,而yield()方法沒有聲明拋出任何異常
4、sleep()方法比yield()方法具有更好的移植性
如果希望明確地讓一個線程給另外一個線程運(yùn)行的機(jī)會,可以采取以下的辦法之一:
1、調(diào)整各個線程的優(yōu)先級
2、讓處于運(yùn)行狀態(tài)的線程調(diào)用Thread.sleep()方法
3、讓處于運(yùn)行狀態(tài)的線程調(diào)用Thread.yield()方法
4、讓處于運(yùn)行狀態(tài)的線程調(diào)用另一個線程的join()方法
首先,wait()和notify(),notifyAll()是Object類的方法,sleep()和yield()是Thread類的方法。
(1).常用的wait方法有wait()和wait(long timeout):
void wait() 在其他線程調(diào)用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前,導(dǎo)致當(dāng)前線程等待。
void wait(long timeout) 在其他線程調(diào)用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超過指定的時間量前,導(dǎo)致當(dāng)前線程等待。
wait()后,線程會釋放掉它所占有的“鎖標(biāo)志”,從而使線程所在對象中的其它synchronized數(shù)據(jù)可被別的線程使用。
wait()和notify()因為會對對象的“鎖標(biāo)志”進(jìn)行操作,所以它們必須在synchronized函數(shù)或synchronized代碼塊中進(jìn)行調(diào)用。如果在non- synchronized函數(shù)或non-synchronized代碼塊中進(jìn)行調(diào)用,雖然能編譯通過,但在運(yùn) 行時會發(fā)生IllegalMonitorStateException的異常。
(2).Thread.sleep(long millis),必須帶有一個時間參數(shù)。
sleep(long)使當(dāng)前線程進(jìn)入停滯狀態(tài),所以執(zhí)行sleep()的線程在指定的時間內(nèi)肯定不會被執(zhí)行;
sleep(long)可使優(yōu)先級低的線程得到執(zhí)行的機(jī)會,當(dāng)然也可以讓同優(yōu)先級和高優(yōu)先級的線程有執(zhí)行的機(jī)會;
sleep(long)是不會釋放鎖標(biāo)志的。
(3).yield()沒有參數(shù)。
sleep 方法使當(dāng)前運(yùn)行中的線程睡眼一段時間,進(jìn)入不可運(yùn)行狀態(tài),這段時間的長短是由程序設(shè)定的,yield 方法使當(dāng)前線程讓出CPU占有權(quán),但讓出的時間是不可設(shè)定的。yield()也不會釋放鎖標(biāo)志。
實際上,yield()方法對應(yīng)了如下操作: 先檢測當(dāng)前是否有相同優(yōu)先級的線程處于同可運(yùn)行狀態(tài),如有,則把 CPU 的占有權(quán)交給此線程,否則繼續(xù)運(yùn)行原來的線程。所以yield()方法稱為“退讓”,它把運(yùn)行機(jī)會讓給了同等優(yōu)先級的其他線程。
sleep方法允許較低優(yōu)先級的線程獲得運(yùn)行機(jī)會,但yield()方法執(zhí)行時,當(dāng)前線程仍處在可運(yùn)行狀態(tài),所以不可能讓出較低優(yōu)先級的線程些時獲得CPU占有權(quán)。 在一個運(yùn)行系統(tǒng)中,如果較高優(yōu)先級的線程沒有調(diào)用 sleep 方法,又沒有受到 I/O阻塞,那么較低優(yōu)先級線程只能等待所有較高優(yōu)先級的線程運(yùn)行結(jié)束,才有機(jī)會運(yùn)行。
yield()只是使當(dāng)前線程重新回到可執(zhí)行狀態(tài),所以執(zhí)行yield()的線程有可能在進(jìn)入到可執(zhí)行狀態(tài)后馬上又被執(zhí)行。所以yield()只能使同優(yōu)先級的線程有執(zhí)行的機(jī)會。
volitile 語義
volatile相當(dāng)于synchronized的弱實現(xiàn),也就是說volatile實現(xiàn)了類似synchronized的語義,卻又沒有鎖機(jī)制。它確保對volatile字段的更新以可預(yù)見的方式告知其他的線程。
volatile包含以下語義:
?。?)Java 存儲模型不會對valatile指令的操作進(jìn)行重排序:這個保證對volatile變量的操作時按照指令的出現(xiàn)順序執(zhí)行的。
(2)volatile變量不會被緩存在寄存器中(只有擁有線程可見)或者其他對CPU不可見的地方,每次總是從主存中讀取volatile變量的結(jié)果。也就是說對于volatile變量的修改,其它線程總是可見的,并且不是使用自己線程棧內(nèi)部的變量。也就是在happens-before法則中,對一個valatile變量的寫操作后,其后的任何讀操作理解可見此寫操作的結(jié)果。
盡管volatile變量的特性不錯,但是volatile并不能保證線程安全的,也就是說volatile字段的操作不是原子性的,volatile變量只能保證可見性(一個線程修改后其它線程能夠理解看到此變化后的結(jié)果),要想保證原子性,目前為止只能加鎖!
數(shù)據(jù)同步:
線程同步的特征:
1、如果一個同步代碼塊和非同步代碼塊同時操作共享資源,仍然會造成對共享資源的競爭。因為當(dāng)一個線程執(zhí)行一個對象的同步代碼塊時,其他的線程仍然可以執(zhí)行對象的非同步代碼塊。(所謂的線程之間保持同步,是指不同的線程在執(zhí)行同一個對象的同步代碼塊時,因為要獲得對象的同步鎖而互相牽制)
2、每個對象都有唯一的同步鎖
3、在靜態(tài)方法前面可以使用synchronized修飾符,但是要注意的是鎖對象是類(用Object.class而不能用this),而不是這個類的對象。
4、當(dāng)一個線程開始執(zhí)行同步代碼塊時,并不意味著必須以不間斷的方式運(yùn)行,進(jìn)入同步代碼塊的線程可以執(zhí)行Thread.sleep()或者執(zhí)行Thread.yield()方法,此時它并不釋放對象鎖,只是把運(yùn)行的機(jī)會讓給其他的線程。
5、synchronized聲明不會被繼承,如果一個用synchronized修飾的方法被子類覆蓋,那么子類中這個方法不在保持同步,除非用synchronized修飾。
6、synchronized 關(guān)鍵字能夠修飾一個對象實例中的函數(shù)或者代碼塊。 在一個非靜態(tài)方法中 this 關(guān)鍵字表示當(dāng)前的實例對象。 在一個 synchronized 修飾的靜態(tài)的方法中,這個方法所在的類使用 Class 作為實例對象