Java應(yīng)該是最近幾年用的比較多的編程語言，特別是對于網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用，Java的面向?qū)ο筇匦钥梢院喕⒓铀賾?yīng)用程序開發(fā)。另外，網(wǎng)上如此多的開源程序、框架也值得自己借鑒。開始吧，Java之旅。
多線程編程應(yīng)該是現(xiàn)在的程序所必需的。為了充分利用CPU（單核、多核）的計算能力，多線程編程是必不可少的。另外，Java的GUI編程也少不了多線程編程。本文應(yīng)該隨著自己對Java的多線程編程的深入持續(xù)更改。本文參考的文獻(xiàn)（文章）列于文章最后。
一般來說，當(dāng)運(yùn)行一個應(yīng)用程序的時候，就啟動了一個進(jìn)程，當(dāng)然有些會啟動多個進(jìn)程。啟動進(jìn)程的時候，操作系統(tǒng)會為進(jìn)程分配資源，其中最主要的資源是內(nèi)存空間，因?yàn)槌绦蚴窃趦?nèi)存中運(yùn)行的。在進(jìn)程中，有些程序流程塊是可以亂序執(zhí)行的，并且這個代碼塊可以同時被多次執(zhí)行。實(shí)際上，這樣的代碼塊就是線程體。線程是進(jìn)程中亂序執(zhí)行的代碼流程。當(dāng)多個線程同時運(yùn)行的時候，這樣的執(zhí)行模式稱為并發(fā)執(zhí)行。
Java編寫程序都運(yùn)行在在Java虛擬機(jī)（JVM）中，在JVM的內(nèi)部，程序的多任務(wù)是通過線程來實(shí)現(xiàn)的。每用java命令啟動一個java應(yīng)用程序，就會啟動一個JVM進(jìn)程。在同一個JVM進(jìn)程中，有且只有一個進(jìn)程，就是它自己。在這個JVM環(huán)境中，所有程序代碼的運(yùn)行都是以線程來運(yùn)行。
一般常見的Java應(yīng)用程序都是單線程的。比如，用java命令運(yùn)行一個最簡單的HelloWorld的Java應(yīng)用程序時，就啟動了一個JVM進(jìn)程，JVM找到程序程序的入口點(diǎn)main()，然后運(yùn)行main()方法，這樣就產(chǎn)生了一個線程，這個線程稱之為主線程。
對于一個進(jìn)程中的多個線程來說，多個線程共享進(jìn)程的內(nèi)存塊，當(dāng)有新的線程產(chǎn)生的時候，操作系統(tǒng)不分配新的內(nèi)存，而是讓新線程共享原有的進(jìn)程塊的內(nèi)存。因此，線程間的通信很容易，速度也很快。不同的進(jìn)程因?yàn)樘幱诓煌膬?nèi)存塊，因此進(jìn)程之間的通信相對困難。
實(shí)際上，操作的系統(tǒng)的多進(jìn)程實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，程序的多線程實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行。多任務(wù)、多進(jìn)程、多線程的前提都是要求操作系統(tǒng)提供多任務(wù)、多進(jìn)程、多線程的支持。
在Java程序中，JVM負(fù)責(zé)線程的調(diào)度。線程調(diào)度是值按照特定的機(jī)制為多個線程分配CPU的使用權(quán)。
調(diào)度的模式有兩種：分時調(diào)度和搶占式調(diào)度。分時調(diào)度是所有線程輪流獲得CPU使用權(quán)，并平均分配每個線程占用CPU的時間；搶占式調(diào)度是根據(jù)線程的優(yōu)先級別來獲取CPU的使用權(quán)。JVM的線程調(diào)度模式采用了搶占式模式。
所謂的“并發(fā)（concurrency）執(zhí)行”、“同時”其實(shí)都不是真正意義上的“同時”。眾所周知，CPU都有個時鐘頻率，表示每秒中能執(zhí)行cpu指令的次數(shù)。在每個時鐘周期內(nèi)，CPU實(shí)際上只能去執(zhí)行一條（也有可能多條）指令。操作系統(tǒng)將進(jìn)程線程進(jìn)行管理，輪流（沒有固定的順序）分配每個進(jìn)程很短的一段是時間（不一定是均分），然后在每個線程內(nèi)部，程序代碼自己處理該進(jìn)程內(nèi)部線程的時間分配，多個線程之間相互的切換去執(zhí)行，這個切換時間也是非常短的。因此多任務(wù)、多進(jìn)程、多線程都是操作系統(tǒng)給人的一種宏觀感受，從微觀角度看，程序的運(yùn)行是異步執(zhí)行的。
Java 虛擬機(jī)允許應(yīng)用程序并發(fā)地運(yùn)行多個執(zhí)行線程。Java語言提供了多線程編程的擴(kuò)展點(diǎn)，并給出了功能強(qiáng)大的線程控制API。
在Java中，多線程的實(shí)現(xiàn)有兩種方式：
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繼承java.lang.Thread類。覆蓋run方法。
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實(shí)現(xiàn)java.lang.Runnable接口。實(shí)現(xiàn)run方法。
實(shí)際上所有的多線程代碼都是通過運(yùn)行Thread的start()方法來運(yùn)行的。因此，不管是擴(kuò)展Thread類還是實(shí)現(xiàn)Runnable接口來實(shí)現(xiàn)多線程，最終還是通過Thread的對象的API來控制線程的，熟悉Thread類的API是進(jìn)行多線程編程的基礎(chǔ)。
線程在一定條件下，狀態(tài)會發(fā)生變化。線程變化的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下：
1、新建狀態(tài)（New）：新創(chuàng)建了一個線程對象。
2、就緒狀態(tài)（Runnable）：線程對象創(chuàng)建后，其他線程調(diào)用了該對象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運(yùn)行線程池中，變得可運(yùn)行，等待獲取CPU的使用權(quán)。
3、運(yùn)行狀態(tài)（Running）：就緒狀態(tài)的線程獲取了CPU，執(zhí)行程序代碼。
4、阻塞狀態(tài)（Blocked）：阻塞狀態(tài)是線程因?yàn)槟撤N原因放棄CPU使用權(quán)，暫時停止運(yùn)行。直到線程進(jìn)入就緒狀態(tài)，才有機(jī)會轉(zhuǎn)到運(yùn)行狀態(tài)。阻塞的情況分三種：
（一）、等待阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行wait()方法，JVM會把該線程放入等待池中。
（二）、同步阻塞：運(yùn)行的線程在獲取對象的同步鎖時，若該同步鎖被別的線程占用，則JVM會把該線程放入鎖池中。
（三）、其他阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行sleep()或join()方法，或者發(fā)出了I/O請求時，JVM會把該線程置為阻塞狀態(tài)。當(dāng)sleep()狀態(tài)超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。
5、死亡狀態(tài)（Dead）：線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結(jié)束生命周期。
線程的調(diào)度
1、調(diào)整線程優(yōu)先級：Java線程有優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線程會獲得較多的運(yùn)行機(jī)會。
Java線程的優(yōu)先級用整數(shù)表示，取值范圍是1~10，Thread類有以下三個靜態(tài)常量：
static int MAX_PRIORITY
線程可以具有的最高優(yōu)先級，取值為10。
static int MIN_PRIORITY
線程可以具有的最低優(yōu)先級，取值為1。
static int NORM_PRIORITY
分配給線程的默認(rèn)優(yōu)先級，取值為5。
Thread類的setPriority()和getPriority()方法分別用來設(shè)置和獲取線程的優(yōu)先級。
每個線程都有默認(rèn)的優(yōu)先級。主線程的默認(rèn)優(yōu)先級為Thread.NORM_PRIORITY。
線程的優(yōu)先級有繼承關(guān)系，比如A線程中創(chuàng)建了B線程，那么B將和A具有相同的優(yōu)先級。
JVM提供了10個線程優(yōu)先級，但與常見的操作系統(tǒng)都不能很好的映射。如果希望程序能移植到各個操作系統(tǒng)中，應(yīng)該僅僅使用Thread類有以下三個靜態(tài)常量作為優(yōu)先級，這樣能保證同樣的優(yōu)先級采用了同樣的調(diào)度方式。
2、線程睡眠：Thread.sleep(long millis)方法，使線程轉(zhuǎn)到阻塞狀態(tài)。millis參數(shù)設(shè)定睡眠的時間，以毫秒為單位。當(dāng)睡眠結(jié)束后，就轉(zhuǎn)為就緒（Runnable）狀態(tài)。sleep()平臺移植性好。
3、線程等待：Object類中的wait()方法，導(dǎo)致當(dāng)前的線程等待，直到其他線程調(diào)用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 喚醒方法。這個兩個喚醒方法也是Object類中的方法，行為等價于調(diào)用 wait(0) 一樣。
4、線程讓步：Thread.yield() 方法，暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對象，把執(zhí)行機(jī)會讓給相同或者更高優(yōu)先級的線程。
5、線程加入：join()方法，等待其他線程終止。在當(dāng)前線程中調(diào)用另一個線程的join()方法，則當(dāng)前線程轉(zhuǎn)入阻塞狀態(tài)，直到另一個進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，當(dāng)前線程再由阻塞轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)。
6、線程喚醒：Object類中的notify()方法，喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的單個線程。如果所有線程都在此對象上等待，則會選擇喚醒其中一個線程。選擇是任意性的，并在對實(shí)現(xiàn)做出決定時發(fā)生。線程通過調(diào)用其中一個 wait 方法，在對象的監(jiān)視器上等待。 直到當(dāng)前的線程放棄此對象上的鎖定，才能繼續(xù)執(zhí)行被喚醒的線程。被喚醒的線程將以常規(guī)方式與在該對象上主動同步的其他所有線程進(jìn)行競爭；例如，喚醒的線程在作為鎖定此對象的下一個線程方面沒有可靠的特權(quán)或劣勢。類似的方法還有一個notifyAll()，喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的所有線程。
注意：Thread中suspend()和resume()兩個方法在JDK1.5中已經(jīng)廢除，不再介紹。因?yàn)橛兴梨i傾向。
常見線程名詞解釋
主線程：JVM調(diào)用程序mian()所產(chǎn)生的線程。
當(dāng)前線程：這個是容易混淆的概念。一般指通過Thread.currentThread()來獲取的進(jìn)程。
后臺線程：指為其他線程提供服務(wù)的線程，也稱為守護(hù)線程。JVM的垃圾回收線程就是一個后臺線程。
前臺線程：是指接受后臺線程服務(wù)的線程，其實(shí)前臺后臺線程是聯(lián)系在一起，就像傀儡和幕后操縱者一樣的關(guān)系。傀儡是前臺線程、幕后操縱者是后臺線程。由前臺線程創(chuàng)建的線程默認(rèn)也是前臺線程。可以通過isDaemon()和setDaemon()方法來判斷和設(shè)置一個線程是否為后臺線程。
在JavaSE5.0中添加了新的并行工具包，java.util.concurrent，java.util.concurrent.atomic，java.util.concurrent.locks。這三個新包的加入為java的多線程編程提供了更加方便的工具。目前正在學(xué)習(xí)中。
待續(xù)...
參考：
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