帶你聊聊 Java 并發(fā)編程之線程基礎(chǔ)
01、簡介
百丈高樓平地起，要想學(xué)好多線程，首先還是的了解一下線程的基礎(chǔ)，這邊文章將帶著大家來了解一下線程的基礎(chǔ)知識。
02、線程的創(chuàng)建方式
- 實(shí)現(xiàn) Runnable 接口
- 繼承 Thread 類
- 實(shí)現(xiàn) Callable 接口通過 FutureTask 包裝器來創(chuàng)建線程
- 通過線程池創(chuàng)建線程
下面將用線程池和 Callable 的方式來創(chuàng)建線程
- public class CallableDemo implements Callable<String> {
- @Override
- public String call() throws Exception {
- int a=1;
- int b=2;
- System. out .println(a+b);
- return "執(zhí)行結(jié)果:"+(a+b);
- }
- public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
- //創(chuàng)建一個可重用固定線程數(shù)為1的線程池
- ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool (1);
- CallableDemo callableDemo=new CallableDemo();
- //執(zhí)行線程,用future來接收線程的返回值
- Future<String> future = executorService.submit(callableDemo);
- //打印線程的返回值
- System. out .println(future.get());
- executorService.shutdown();
- }
- }
執(zhí)行結(jié)果
- 3
- 執(zhí)行結(jié)果:3
03、線程的生命周期
- NEW：初始狀態(tài)，線程被構(gòu)建，但是還沒有調(diào)用 start 方法。
- RUNNABLED：運(yùn)行狀態(tài)，JAVA 線程把操作系統(tǒng)中的就緒和運(yùn)行兩種狀態(tài)統(tǒng)一稱為“運(yùn)行中”。調(diào)用線程的 start() 方法使線程進(jìn)入就緒狀態(tài)。
- BLOCKED：阻塞狀態(tài)，表示線程進(jìn)入等待狀態(tài),也就是線程因?yàn)槟撤N原因放棄了 CPU 使用權(quán)。比如訪問 synchronized 關(guān)鍵字修飾的方法，沒有獲得對象鎖。
- Waiting ：等待狀態(tài)，比如調(diào)用 wait() 方法。
- TIME_WAITING：超時等待狀態(tài)，超時以后自動返回。比如調(diào)用 sleep(long millis) 方法
- TERMINATED：終止?fàn)顟B(tài)，表示當(dāng)前線程執(zhí)行完畢。
看下源碼：
- public enum State {
- NEW,
- RUNNABLE,
- BLOCKED,
- WAITING,
- TIMED_WAITING,
- TERMINATED;
- }
04、線程的優(yōu)先級
- 線程的最小優(yōu)先級：1
- 線程的最大優(yōu)先級：10
- 線程的默認(rèn)優(yōu)先級：5
- 通過調(diào)用 getPriority() 和 setPriority(int newPriority) 方法來獲得和設(shè)置線程的優(yōu)先級
看下源碼：
- /**
- * The minimum priority that a thread can have.
- */
- public final static int MIN_PRIORITY = 1;
- /**
- * The default priority that is assigned to a thread.
- */
- public final static int NORM_PRIORITY = 5;
- /**
- * The maximum priority that a thread can have.
- */
- public final static int MAX_PRIORITY = 10;
看下代碼：
- public class ThreadA extends Thread {
- public static void main(String[] args) {
- ThreadA a = new ThreadA();
- System.out.println(a.getPriority());//5
- a.setPriority(8);
- System.out.println(a.getPriority());//8
- }
- }
線程優(yōu)先級特性：
- 繼承性：比如 A 線程啟動 B 線程，則B線程的優(yōu)先級與 A 是一樣的。
- 規(guī)則性：高優(yōu)先級的線程總是大部分先執(zhí)行完，但不代表高優(yōu)先級線程全部先執(zhí)行完。
- 隨機(jī)性：優(yōu)先級較高的線程不一定每一次都先執(zhí)行完。
05、線程的停止
- stop() 方法，這個方法已經(jīng)標(biāo)記為過時了，強(qiáng)制停止線程，相當(dāng)于 kill -9。
- interrupt() 方法，優(yōu)雅的停止線程。告訴線程可以停止了，至于線程什么時候停止，取決于線程自身。
看下停止線程的代碼：
- public class InterruptDemo {
- private static int i ;
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(() -> {
- //默認(rèn)情況下isInterrupted 返回 false、通過 thread.interrupt 變成了 true
- while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
- i++;
- }
- System.out.println("Num:" + i);
- }, "interruptDemo");
- thread.start();
- TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
- thread.interrupt(); //不加這句,thread線程不會停止
- }
- }
看上面這段代碼，主線程 main 方法調(diào)用 thread線程的 interrupt() 方法，就是告訴 thread 線程，你可以停止了(其實(shí)是將 thread 線程的一個屬性設(shè)置為了 true )，然后 thread 線程通過 isInterrupted() 方法獲取這個屬性來判斷是否設(shè)置為了 true。這里我再舉一個例子來說明一下，
看代碼：
- public class ThreadDemo {
- private volatile static Boolean interrupt = false ;
- private static int i ;
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(() -> {
- while (!interrupt) {
- i++;
- }
- System.out.println("Num:" + i);
- }, "ThreadDemo");
- thread.start();
- TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
- interrupt = true;
- }
- }
是不是很相似，再簡單總結(jié)一下：
當(dāng)其他線程通過調(diào)用當(dāng)前線程的 interrupt 方法，表示向當(dāng)前線程打個招呼，告訴他可以中斷線程的執(zhí)行了，并不會立即中斷線程，至于什么時候中斷，取決于當(dāng)前線程自己。
線程通過檢查自身是否被中斷來進(jìn)行相應(yīng)，可以通過 isInterrupted() 來判斷是否被中斷。
這種通過標(biāo)識符來實(shí)現(xiàn)中斷操作的方式能夠使線程在終止時有機(jī)會去清理資源，而不是武斷地將線程停止，因此這種終止線程的做法顯得更加安全和優(yōu)雅。
06、線程的復(fù)位
兩種復(fù)位方式：
- Thread.interrupted()
- 通過拋出 InterruptedException 的方式
然后了解一下什么是復(fù)位：
線程運(yùn)行狀態(tài)時 Thread.isInterrupted() 返回的線程狀態(tài)是 false，然后調(diào)用 thread.interrupt() 中斷線程 Thread.isInterrupted() 返回的線程狀態(tài)是 true，最后調(diào)用 Thread.interrupted() 復(fù)位線程Thread.isInterrupted() 返回的線程狀態(tài)是 false 或者拋出 InterruptedException 異常之前，線程會將狀態(tài)設(shè)為 false。
下面來看下兩種方式復(fù)位線程的代碼，首先是 Thread.interrupted() 的方式復(fù)位代碼：
- public class InterruptDemo {
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(() -> {
- while (true) {
- //Thread.currentThread().isInterrupted()默認(rèn)是false,當(dāng)main方式執(zhí)行thread.interrupt()時,狀態(tài)改為true
- if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
- System.out.println("before:" + Thread.currentThread().isInterrupted());//before:true
- Thread.interrupted(); // 對線程進(jìn)行復(fù)位，由 true 變成 false
- System.out.println("after:" + Thread.currentThread().isInterrupted());//after:false
- }
- }
- }, "interruptDemo");
- thread.start();
- TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
- thread.interrupt();
- }
- }
拋出 InterruptedException 復(fù)位線程代碼：
- public class InterruptedExceptionDemo {
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(() -> {
- while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
- try {
- TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- // break;
- }
- }
- }, "interruptDemo");
- thread.start();
- TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
- thread.interrupt();
- System.out.println(thread.isInterrupted());
- }
- }
結(jié)果：
- false
- java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
- at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
- at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
- at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
- at com.cl.concurrentprogram.InterruptedExceptionDemo.lambda$main$0(InterruptedExceptionDemo.java:16)
- at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
需要注意的是，InterruptedException 異常的拋出并不意味著線程必須終止，而是提醒當(dāng)前線程有中斷的操作發(fā)生，至于接下來怎么處理取決于線程本身，比如
- 直接捕獲異常不做任何處理
- 將異常往外拋出
- 停止當(dāng)前線程，并打印異常信息
像我上面的例子,如果拋出 InterruptedException 異常,我就break跳出循環(huán)讓 thread 線程終止。
為什么要復(fù)位：
Thread.interrupted() 是屬于當(dāng)前線程的，是當(dāng)前線程對外界中斷信號的一個響應(yīng)，表示自己已經(jīng)得到了中斷信號，但不會立刻中斷自己，具體什么時候中斷由自己決定，讓外界知道在自身中斷前，他的中斷狀態(tài)仍然是 false，這就是復(fù)位的原因。
