Java线程的常用知识

2023年1月20日 115次阅读 来源: AnonyPer

之前梳理了进程和线程的概念以及如何创建、结束进程和线程，本文总结一下线程使用过程中的知识点：

生命周期及状态变迁

  • 线程的生命周期包括：新建、就绪、运行、阻塞、死亡这几个状态。

  • 当线程被new之后，处于新建状态，并不是立马就被执行了，此时线程被虚拟机分配了内存以及初始化了线程内的变量。

  • 调用thread对象的start方法时，线程处于就绪状态，就绪的线程并不一定立马就被执行，仅仅只是创建了方法栈和计数器，需要等待JVM根据优先级、算法等规则调度之后才会进入运行状态。

  • 线程运行之后，因为前文说过的，多个线程之间通过轮流切换的方式使用CPU资源，所以JVM将CPU资源调度给别的线程后，当前线程就从运行状态转为就绪状态。

  • 当线程调用sleep方法、或者执行一个阻塞时的IO方法且没有返回结果时、调用了suspend（挂起）方法、调用一个同步对象但当前对象正在被其他线程锁持有时，线程就会进入阻塞状态。

  • 上文说到的几种方法，可以使线程进入死亡状态，该线程就结束了。

状态过程相关注意事项

  • 线程只能调用start方法，不能调用run方法，调用run方法只是将thread对象当作一个普通的对象来运行。
  • 除了新建状态外，其他状态不能再调用start方法，否则会抛出IllegalThreadStateException异常。
  • Thread.sleep()方法会使当前正在被执行的线程睡眠，让CPU可以去启动另一个处于就绪的线程，但是该方法在睡眠期间被唤醒会抛出InterruptedException异常。（上文停止线程也用到该原理）
  • 当时sleep时间结束后、调用的IO方法等待返回结果时、获取同步锁对象时、挂起的线程调用了resume方法时该线程就出于就绪状态，等待CPU调度。
  • 主线程执行完之后，不影响其他线程的运行，每一个线程运行起来后，级别相同。
  • 线程分守护线程和普通线程，守护线程时JVM自己使用的线程，如垃圾回收线程，用户创建的线程基本上为普通线程，也可以自动设置Thread对象的setDaemon(true)将线程改为守护线程（在start之前调用）。Thread对象的isDaemon方法可以查询是否时守护线程。
  • 用户创建的线程设置为守护线程后，不管是否执行完，当进程中所有普通线程执行完，整个进程也就结束。
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        FutureTask futureTask = new FutureTask(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                sleep(50000);
                System.out.println("FutureTask 等待50秒后返回100");
                return 100;
            }
        });
        Thread thread = new Thread(futureTask, "futureTask");
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
        System.out.println("主线程执行完毕");
    }

}

//执行结果：

主线程执行完毕

Process finished with exit code 0
  • Thread对象的setPriority(int newPriority)可以设置线程优先级，范围从0～10，值越大，级别越高，级别越高，执行的机会就越多，不设置的话，默认级别和其父进程级别相同。

线程sleep和yield方法区别

  • sleep方法会让线程进入阻塞状态，在其睡眠时间内，该线程不会被执行。
  • yield方法只是将线程处于就绪状态，可能调度器又立马调度了该线程。
  • yield方法暂停后，和该线程优先级相同或者高的线程优先执行。
  • sleep之后，其他线程执行的机会有JVM决定，不一定就是高优先级的。
  • yield不会抛出异常，sleep会抛出InterruptedException异常。
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        SellRunnable sellRunnable = new SellRunnable();
        Thread thread1 = new Thread(sellRunnable, "1");
        thread1.setPriority(1);

        Thread thread2 = new Thread(sellRunnable, "2");
        thread2.setPriority(5);

        Thread thread3 = new Thread(sellRunnable, "3");
        thread3.setPriority(5);
        thread2.start();
        thread1.start();
        thread3.start();
    }

}

class SellRunnable implements Runnable {
    //有十张票
    int index = 10;

    public synchronized void sell() {
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        if(index>=1){
            index--;
            System.out.println("售货窗口：" + Thread.currentThread().getName() + "  卖出了一张票,剩余：" + index);
        }else{
            System.out.println("售货窗口：" + Thread.currentThread().getName() + " 买票时没票了");
        }

    }

    @Override
    public void run() {

        while (index > 0) {
            System.out.println("售货窗口：" + Thread.currentThread().getName() + " 开始买票");
            sell();
        }

    }
}

//执行结果：
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：9
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：8
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：7
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：6
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：5
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：4
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：3
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：2
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：1
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：0
售货窗口：1 买票时没票了
售货窗口：3 买票时没票了

Process finished with exit code 0  //可以看出，2、3执行的相对较多
    
    
//加入sleep 
@Override
    public void run() {

        while (index > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
                System.out.println("售货窗口：" + Thread.currentThread().getName() + " 开始买票");
                sell();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

//执行结果：

售货窗口：1 开始买票
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：9
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：8
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：7
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：6
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：5
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：4
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：3
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：2
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：1
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：0
售货窗口：1 买票时没票了
售货窗口：2 买票时没票了

Process finished with exit code 0  // sleep之后，各个窗口差不多
    

    
    
//加入yield
    
@Override
    public void run() {

        while (index > 0) {
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("售货窗口：" + Thread.currentThread().getName() + " 开始买票");
            sell();

            if ("2".equals(Thread.currentThread().getName())) {
                Thread.yield();
            }
        }
    }

//执行结果：

售货窗口：2 开始买票
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：9
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：8
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：7
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：6
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：5
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：4
售货窗口：2 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：3
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：1  卖出了一张票,剩余：2
售货窗口：1 开始买票
售货窗口：3  卖出了一张票,剩余：1
售货窗口：3 开始买票
售货窗口：2  卖出了一张票,剩余：0
售货窗口：3 买票时没票了
售货窗口：1 买票时没票了

Process finished with exit code 0 // 2变少，相对3变多（执行太快，yield看不出效果）

以上！
进程与线程的创建和销毁
线程知识点总结
线程同步

    原文作者：AnonyPer
    原文地址: https://www.jianshu.com/p/2394317257ec
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