Java Thead精讲

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Ø线程的概述(Introduction)

线程是一个程序的多个执行路径,执行调度的单位,依托于进程存在。 线程不仅可以共享进程的内存,而且还拥有一个属于自己的内存空间,这段内存空间也叫做线程栈,是在建立线程时由系统分配的,主要用来保存线程内部所使用的数据,如线程执行函数中所定义的变量。

注意:Java中的多线程是一种抢占机制而不是分时机制。抢占机制指的是有多个线程处于可运行状态,但是只允许一个线程在运行,他们通过竞争的方式抢占CPU。



Ø线程的定义(Defining)

  定义一个线程(Defining a Thread)有两种方法

  1) 继承java.lang.Thread类

/**
* 使用继承java.lang.Thread类的方式创建一个线程
*
* @author DreamSea 2011-12-29 20:17:06
*/
public class ThreadTest extends Thread {

    /**
     * 重写(Override)run()方法 JVM会自动调用该方法
     */
    public void run() {
        System.out.println("I'm running!");
    }
}

  注意:重写(override)run()方法在该线程的start()方法被调用后,JVM会自动调用run方法来执行任务;但是重载 (overload)run()方法,该方法和普通的成员方法一样,并不会因调用该线程的start()方法而被JVM自动运行。 例如:


public class ThreadTest extends Thread {

    /**
     * 重写(Override)run()方法 JVM会自动调用该方法
     */
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("I'm running!");
    }

    /**
     * 重载(Overload)run()方法 和普通的方法一样,并不会在该线程的start()方法被调用后被JVM自动运行
     */
    public void run(int times) {
        System.out.println("I'm running!(Overload)");
    }
}

不建议使用此方法定义线程,因为采用继承Thread的方式定义线程后,你不能在继承其他的类了,导致程序的可扩展性大大降低。


  2) 实现java.lang.Runnable接口

/**
* 通过实现Runnable接口创建一个线程
* @author DreamSea
*/
public class ThreadTest implements Runnable {
    public void run() {
            System.out.println("I'm running!");
    }
}

Ø线程的启动(Starting)

  任何一个线程的执行的前提都是必须有Thread class的实例存在,并且通过调用run()方法启动线程。

  1)如果线程是继承Thread类,则创建方式如下:

ThreadTest1 tt = new ThreadTest1();
tt.start();

  2)如果是实现Runnable接口,则创建方式如下:

ThreadTest2 tt = new ThreadTest2();
Thread t = new Thread(tt);
t.start();

Ø线程的状态(State)

        新生状态(New): 当一个线程的实例被创建即使用new关键字和Thread类或其子类创建一个线程对象后,此时该线程处于新生(new)状态,处于新生状态的线程有自己的内存空间,但该线程并没有运行,此时线程还不是活着的(not alive);

        就绪状态(Runnable): 通过调用线程实例的 start()方法来启动线程使线程进入就绪状态(runnable);处于就绪状态的线程已经具备了运行条件,但还没有被分配到CPU即不一定会被立即 执行,此时处于线程就绪队列,等待系统为其分配CPCU,等待状态并不是执行状态; 此时线程是活着的(alive);

        运行状态(Running): 一旦获取CPU(被JVM选 中),线程就进入运行(running)状态,线程的run()方法才开始被执行;在运行状态的线程执行自己的run()方法中的操作,直到调用其他的方 法而终止、或者等待某种资源而阻塞、或者完成任务而死亡;如果在给定的时间片内没有执行结束,就会被系统给换下来回到线程的等待状态;此时线程是活着的 (alive);

        阻塞状态(Blocked):通过调用join()、sleep()、wait()或者资源被暂用使线程处于阻塞(blocked)状态;处于Blocking状态的线程仍然是活着的(alive)

        死亡状态(Dead):当 一个线程的run()方法运行完毕或被中断或被异常退出,该线程到达死亡(dead)状态。此时可能仍然存在一个该Thread的实例对象,当该 Thready已经不可能在被作为一个可被独立执行的线程对待了,线程的独立的call stack已经被dissolved。一旦某一线程进入Dead状态,他就再也不能进入一个独立线程的生命周期了。对于一个处于Dead状态的线程调用 start()方法,会出现一个运行期(runtime exception)的异常;处于Dead状态的线程不是活着的(not alive)。

线程状态图

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Ø线程的方法(Method)、属性(Property)

1)优先级(priority)

每个类都有自己的优先级,一般property用1-10的整数表示,默认优先级是5,优先级最高是10;优先级高的线程并不一定比优先级低的线程执行的机会高,只是执行的机率高;默认一个线程的优先级和创建他的线程优先级相同;


2)Thread.sleep()/sleep(long millis)

当前线程睡眠/millis的时间(millis指定睡眠时间是其最小的不执行时间,因为sleep(millis)休 眠到达后,无法保证会被JVM立即调度);sleep()是一个静态方法(static method) ,所以他不会停止其他的线程也处于休眠状态;线程sleep()时不会失去拥有的对象锁。 作用:保持对象锁,让出CPU,调用目的是不让当前线程独自霸占该进程所获取的CPU资源,以留一定的时间给其他线程执行的机会;


3)Thread.yield()

  让出CPU的使用权,给其他线程执行机会、让同等优先权的线程运行(但并不保证当前线程会被JVM再次调度、使该线程重新进入Running状态),如果没有同等优先权的线程,那么yield()方法将不会起作用。


4)thread.join()

使用该方法的线程会在此之间执行完毕后再往下继续执行。


5)object.wait()

  当一个线程执行到wait()方法时,他就进入到一个和该对象相关的等待池(Waiting Pool)中,同时失去了对象的机锁—暂时的,wait后还要返还对象锁。当前线程必须拥有当前对象的锁,如果当前线程不是此锁的拥有者,会抛出 IllegalMonitorStateException异常,所以wait()必须在synchronized block中调用。


6)object.notify()/notifyAll()

  唤醒在当前对象等待池中等待的第一个线程/所有线程。notify()/notifyAll()也必须拥有相同对象锁,否则也会抛出IllegalMonitorStateException异常。


7)Synchronizing Block

Java中的每一个对象都有唯一的一个内置的锁,但只有在同步方法代码中这个锁才会发挥作用。机锁具有独占性,一旦被一个Thread持有,其他的Thread就不能再拥有,只有持有对象锁才能进入同步块中。
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