1. 创建和运行线程

1.1 Thread

public static void main(String[] args) {
        // 创建线程对象
        Thread thread = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                // 要执行的任务
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+"running");
            }
        };
        //给线程命名
        thread.setName("t1");
        // 启动线程
        thread.start();

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+"running");
    }

1.2 Runnable

public static void main(String[] args) {
        // 创建任务对象
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===>"+"running");
            }
        };
        //参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字
        Thread thread = new Thread(runnable,"t1");
        thread.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===>"+"running");
    }

Thread 和 Runnable的区别

Runnable接口是一个线程任务类最终执行还是要通过Thread类的start方法

1.3 Callable

FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数，用来处理有返回结果的情况

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建任务对象
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===>running");
                Thread.sleep(1000);
                return 100;
            }
        });
        // 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字
        Thread thread = new Thread(task,"t1");
        thread.start();
        // 主线程阻塞，同步等待 task 执行完毕的结果
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===>"+task.get());
    }

执行结果：

t1===>running
main===>100

2. 查看线程的方法

windows

任务管理器可以查看进程和线程数，也可以用来杀死进程
tasklist 查看进程，可以在后面跟上| findStr 进行过滤
taskkill 杀死进程（如： taskkill /F /PID 1002）/F 强制删除

linux

ps -ef 查看所有进程
ps -fT -p ，查看某个进程（PID）的所有线程
kill 杀死进程
top 按大写 H 切换是否显示线程
top -H -p 查看某个进程（PID）的所有线程

Java

jps 命令查看所有 Java 进程
jstack 查看某个 Java 进程（PID）的所有线程状态
jconsole 来查看某个 Java 进程中线程的运行情况（图形界面）

3. 线程运行原理

栈与栈帧

Java Virtual Machine Stacks （Java 虚拟机栈）

我们都知道 JVM 中由堆、栈、方法区所组成，其中栈内存是给谁用的呢？其实就是线程，每个线程启动后，虚拟机就会为其分配一块栈内存。

每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

总结：每一个线程对应一个栈内存，而线程中方法则对应栈帧。

线程上下文切换（Thread Context Switch）

因为以下一些原因导致 cpu 不再执行当前的线程，转而执行另一个线程的代码：

线程的 cpu 时间片用完
垃圾回收
有更高优先级的线程需要运行
线程自己调用了 sleep、yield、wait、join、park、synchronized、lock 等方法
当 Context Switch 发生时，需要由操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一个线程的状态，Java 中对应的概念就是程序计数器（Program Counter Register），它的作用是记住下一条 jvm 指令的执行地址，是线程私有的
状态包括程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息，如局部变量、操作数栈、返回地址等
Context Switch 频繁发生会影响性能

4 线程常见方法

4.1 start vs run

直接调用 run 是在主线程中执行了 run，没有启动新的线程
使用 start 是启动新的线程，通过新的线程间接执行 run 中的代码

4.2 sleep vs yield

sleep

调用 sleep 会让当前线程从 Running 进入 Timed Waiting 状态（阻塞）
其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程，这时 sleep 方法会抛出 InterruptedException
睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行
建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性

yield

调用 yield 会让当前线程从 Running 进入 Runnable 就绪状态，然后调度执行其它线程
具体的实现依赖于操作系统的任务调度器

4.3 线程优先级

线程优先级会提示（hint）调度器优先调度该线程，但它仅仅是一个提示，调度器可以忽略它
如果 cpu 比较忙，那么优先级高的线程会获得更多的时间片，但 cpu 闲时，优先级几乎没作用

4.4 join

阻塞等待线程执行完毕，底层是使用wait方法

4.5 interrupt

sleep、wait、join都是阻塞状态，使用interrupt打断处于阻塞状态的线程时会使程序抛出异常并清空打断标记，也就是将打断标记置为false。
使用interrupt打断正常运行的线程时只会将打断标记置为true，并不会真正的停止线程，我们可以通过判断线程的isInterrupted（）方法手动安全的停止线程。

4.6 结束线程之两阶段终止模式

错误思路

使用线程对象的 stop() 方法停止线程，stop 方法会真正杀死线程，如果这时线程锁住了共享资源，那么当它被杀死后就再也没有机会释放锁，其它线程将永远无法获取锁
使用 System.exit(int) 方法停止线程，目的仅是停止一个线程，但这种做法会让整个程序都停止

两阶段终止模式

代码模拟：

public class Test5 {


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TPTInterrupt tptInterrupt = new TPTInterrupt();
        System.out.println("开启监控线程");
        tptInterrupt.start();

        Thread.sleep(5000);

        System.out.println("关闭监控线程");

        tptInterrupt.stop();



    }

   static class TPTInterrupt{

        Thread monitor;

        public void start(){
            monitor = new Thread(()->{
                while (true){
                    if(monitor.isInterrupted()){
                        System.out.println("料理后事");
                        break;
                    }

                    try {
                        Thread.sleep(1000); //case1: 打断休眠中的线程
                        System.out.println("执行监控线程"); // case2: 打断运行中的线程
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                        monitor.interrupt();
                    }
                }
            },"监控线程");
            monitor.start();
        }


        public void stop(){
            monitor.interrupt();
        }
    }
}

执行结果：

开启监控线程
执行监控线程
执行监控线程
执行监控线程
执行监控线程
关闭监控线程
料理后事
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
	at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
	at com.anchor.test.Test5$TPTInterrupt.lambda$start$0(Test5.java:34)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:750)

Process finished with exit code 0

LockSupport.park()休眠线程，LockSupport.unpark()唤醒线程，两个方法配合使用。也可以通过LockSupport.parkNanos()指定休眠时间后，自动唤醒。 LockSupport.park()不会释放monitor锁。线程被打断，LockSupport.park()不会抛出异常，也不会吞噬掉interrupt的状态，调用者可以获取interrupt状态，自行进行判断，线程是由于什么原因被唤醒了。 LockSupport.park()会是线程进入WAITING状态，而LockSupport.parkNanos(long nanos) 会进入TIMED_WAITING状态。

如果是打断LockSupport.park()，park内部通过判断是否被打断来决定是暂停线程，使用isInterrupted（）不会清除打断标记，则将无法通过park方法再次休眠线程。可使用静态方法Thread.interruped(),此方法会清除打断标记。

4.7 主线程与守护线程

默认情况下，Java 进程需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其它非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完，也会强制结束。例如：java中的垃圾回收线程就是一种守护线程。

5 线程状态

5.1 五种状态

从操作系统层面描述的线程状态

操作系统五种状态

【初始状态】仅是在语言层面创建了线程对象，还未与操作系统线程关联
【可运行状态】（就绪状态）指该线程已经被创建（与操作系统线程关联），可以由 CPU 调度执行
【运行状态】指获取了 CPU 时间片运行中的状态
- 当 CPU 时间片用完，会从【运行状态】转换至【可运行状态】，会导致线程的上下文切换
【阻塞状态】
- 如果调用了阻塞 API，如 BIO 读写文件，这时该线程实际不会用到 CPU，会导致线程上下文切换，进入【阻塞状态】
- 等 BIO 操作完毕，会由操作系统唤醒阻塞的线程，转换至【可运行状态】
- 与【可运行状态】的区别是，对【阻塞状态】的线程来说只要它们一直不唤醒，调度器就一直不会考虑调度它们
【终止状态】表示线程已经执行完毕，生命周期已经结束，不会再转换为其它状态

5.2 六种状态

从java api 层面的描述的线程状态，主要对应Thread.State 枚举

java api 中的六种状态

NEW 线程刚被创建，但是还没有调用 start() 方法
RUNNABLE 当调用了 start() 方法之后，注意，Java API 层面的 RUNNABLE 状态涵盖了操作系统层面的【可运行状态】、【运行状态】和【阻塞状态】（由于BIO 导致的线程阻塞，在 Java 里无法区分，仍然认为是可运行）
BLOCKED ， WAITING ， TIMED_WAITING 都是 Java API 层面对【阻塞状态】的细分，后面会在状态转换一节详述
TERMINATED 当线程代码运行结束

用Java代码模拟线程的不同状态：

import java.io.IOException;

public class TestState {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Thread t1 = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>running...");
            }
        };

        Thread t2 = new Thread("t2") {
            @Override
            public void run() {
                while (true) { // runnable

                }
            }
        };
        t2.start();

        Thread t3 = new Thread("t3") {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>running...");
            }
        };
        t3.start();

        Thread t4 = new Thread("t4") {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (TestState.class) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000000); // timed_waiting
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        t4.start();

        Thread t5 = new Thread("t5") {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    t2.join(); // waiting
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t5.start();

        Thread t6 = new Thread("t6") {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (TestState.class) { // blocked
                    try {
                        Thread.sleep(1000000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        t6.start();

        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("t1 state " + t1.getState()); //NEW
        System.out.println("t2 state " + t2.getState()); // RUNNABLE
        System.out.println("t3 state " + t3.getState());  // TERMINATED
        System.out.println("t4 state " + t4.getState());  // TIMED_WAITING
        System.out.println("t5 state " + t5.getState()); // WAITING
        System.out.println("t6 state " + t6.getState()); // BLOCKED
        System.in.read();
    }
}

Java线程（2）

1. 创建和运行线程

1.1 Thread

1.2 Runnable

Thread 和 Runnable的区别

1.3 Callable

2. 查看线程的方法

windows

linux

Java

3. 线程运行原理

栈与栈帧

线程上下文切换（Thread Context Switch）

4 线程常见方法

4.1 start vs run

4.2 sleep vs yield

sleep

yield

4.3 线程优先级

4.4 join

4.5 interrupt

4.6 结束线程之两阶段终止模式

错误思路

两阶段终止模式

4.7 主线程与守护线程

5 线程状态

5.1 五种状态

5.2 六种状态

评论

Java线程 （2）

1. 创建和运行线程

1.1 Thread

1.2 Runnable

Thread 和 Runnable的区别

1.3 Callable

2. 查看线程的方法

windows

linux

Java

3. 线程运行原理

栈与栈帧

线程上下文切换（Thread Context Switch）

4 线程常见方法

4.1 start vs run

4.2 sleep vs yield

sleep

yield

4.3 线程优先级

4.4 join

4.5 interrupt

4.6 结束线程之两阶段终止模式

错误思路

两阶段终止模式

4.7 主线程与守护线程

5 线程状态

5.1 五种状态

5.2 六种状态

评论

Java线程（2）