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java线程（2）

2024-06-06 28

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简介： java线程

java线程（1）https://developer.aliyun.com/article/1530842

3.3.1 start 与 run

调用start（能不能运行任务调度器说了算）

public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(){
          @Override
          public void run(){
              log.debug("我是一个新建的线程正在运行中");
              FileReader.read(fileName);
          }
        };
        thread.setName("新建线程");
        thread.start();
        log.debug("主线程");
    }

输出：程序在 t1 线程运行， run()方法里面内容的调用是异步的 Test4.java

11:59:40.711 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 主线程
11:59:40.711 [新建线程] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 我是一个新建的线程正在运行中
11:59:40.732 [新建线程] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] start ...
11:59:40.735 [新建线程] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] end ... cost: 3 ms

调用run

将上面代码的thread.start();改为 thread.run();输出结果如下：程序仍在 main 线程运行， run()方法里面内容的调用还是同步的

12:03:46.711 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 我是一个新建的线程正在运行中
12:03:46.727 [main] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] start ...
12:03:46.729 [main] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] end ... cost: 2 ms
12:03:46.730 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 主线程

小结

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()方法中的代码

当调用start方法后，线程状态会由“NEW”变为“RUNABLE”，此时再次调用start方法会报错 IllegalThreadStateExceptio n（非法的状态异常）

3.3.2 sleep 与 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，那么被打断的线程这时就会抛出 InterruptedException异常【注意：这里打断的是正在休眠的线程，而不是其它状态的线程】
睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行(需要分配到cpu时间片)
建议用 TimeUnit 的 sleep() 代替 Thread 的 sleep()来获得更好的可读性

//休眠一秒
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
//休眠一分钟
TimeUnit.MINUTES.sleep(1);

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(就是可能没有其它的线程正在执行，虽然调用了yield方法，但是也没有用)

小结

yield使cpu调用其它线程，但是cpu可能会再分配时间片给该线；而sleep需要等过了休眠时间之后才有可能被分配cpu时间片(阻塞状态)

3.3.3 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

设置方法：

thread1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //设置为优先级最高Copy

3.3.4 join

在主线程中调用t1.join，则主线程会等待t1线程执行完之后再继续执行 Test10.java

private static void test1() throws InterruptedException {
        log.debug("开始");
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            log.debug("开始");
            sleep(1);
            log.debug("结束");
            r = 10;
        },"t1");
        t1.start();
        t1.join();
        log.debug("结果为:{}", r);
        log.debug("结束");
    }

用于等待某个线程结束。哪个线程内调用join()方法，就等待哪个线程结束，然后再去执行其他线程。

如在主线程中调用ti.join()，则是主线程等待t1线程结束

Thread thread = new Thread();
//等待thread线程执行结束
thread.join();
//最多等待1000ms,如果1000ms内线程执行完毕，则会直接执行下面的语句，不会等够1000ms
thread.join(1000);Copy

3.3.5 interrupt 方法详解

打断 sleep，wait，join 的线程

先了解一些interrupt()方法的相关知识：博客地址

sleep，wait，join 的线程，这几个方法都会让线程进入阻塞状态，以 sleep 为例Test7.java

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                log.debug("线程任务执行");
                try {
                    Thread.sleep(10000); // wait, join
                } catch (InterruptedException e) {
                    //e.printStackTrace();
                    log.debug("被打断");
                }
            }
        };
        t1.start();
        Thread.sleep(500);
        log.debug("111是否被打断？{}",t1.isInterrupted());
        t1.interrupt();
        log.debug("222是否被打断？{}",t1.isInterrupted());
        Thread.sleep(500);
        log.debug("222是否被打断？{}",t1.isInterrupted());
        log.debug("主线程");
    }

输出结果：（我下面将中断和打断两个词混用）可以看到，打断 sleep 的线程, 会清空中断状态，刚被中断完之后t1.isInterrupted()的值为true，后来变为false，即中断状态会被清除。那么线程是否被中断过可以通过异常来判断。【同时要注意如果打断被join()，wait() blocked的线程也是一样会被清除，被清除(interrupt status will be cleared)的意思即中断状态设置为false，被设置( interrupt status will be set)的意思就是中断状态设置为true】

17:06:11.890 [Thread-0] DEBUG com.concurrent.test.Test7 - 线程任务执行
17:06:12.387 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test7 - 111是否被打断？false
17:06:12.390 [Thread-0] DEBUG com.concurrent.test.Test7 - 被打断
17:06:12.390 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test7 - 222是否被打断？true
17:06:12.890 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test7 - 222是否被打断？false
17:06:12.890 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test7 - 主线程

打断正常运行的线程

打断正常运行的线程, 线程并不会暂停，只是调用方法Thread.currentThread().isInterrupted();的返回值为true，可以判断Thread.currentThread().isInterrupted();的值来手动停止线程

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while(true) {
                boolean interrupted = Thread.currentThread().isInterrupted();
                if(interrupted) {
                    log.debug("被打断了, 退出循环");
                    break;
                }
            }
        }, "t1");
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("interrupt");
        t1.interrupt();
    }

终止模式之两阶段终止模式

Two Phase Termination，就是考虑在一个线程T1中如何优雅地终止另一个线程T2？这里的优雅指的是给T2一个料理后事的机会（如释放锁）。

如下所示：那么线程的isInterrupted()方法可以取得线程的打断标记，如果线程在睡眠sleep期间被打断，打断标记是不会变的，为false，但是sleep期间被打断会抛出异常，我们据此手动设置打断标记为true；如果是在程序正常运行期间被打断的，那么打断标记就被自动设置为true。处理好这两种情况那我们就可以放心地来料理后事啦！

代码实现如下：

@Slf4j
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TwoParseTermination twoParseTermination = new TwoParseTermination();
        twoParseTermination.start();
        Thread.sleep(3000);  // 让监控线程执行一会儿
        twoParseTermination.stop(); // 停止监控线程
    }
}
 
 
@Slf4j
class TwoParseTermination{
    Thread thread ;
    public void start(){
        thread = new Thread(()->{
            while(true){
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    log.debug("线程结束。。正在料理后事中");
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(500);
                    log.debug("正在执行监控的功能");
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        thread.start();
    }
    public void stop(){
        thread.interrupt();
    }
}

打断 park 线程

打断 park 线程, 不会清空打断状态

private static void test3() throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(() -> {
log.debug("park...");
LockSupport.park();
log.debug("unpark...");
log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());
}, "t1");
t1.start();
sleep(0.5);
t1.interrupt();
}

输出

21:11:52.795 [t1] c.TestInterrupt - park...
21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - unpark...
21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - 打断状态：true

如果打断标记已经是 true, 则 park 会失效

private static void test4() {
Thread t1 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
log.debug("park...");
LockSupport.park();
log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());
}
});
t1.start();
sleep(1);
t1.interrupt();
}

3.3.6 sleep，yiled，wait，join 对比

3.4 守护线程

默认情况下，java进程需要等待所有的线程结束后才会停止，但是有一种特殊的线程，叫做守护线程，在其他线程全部结束的时候即使守护线程还未结束代码未执行完java进程也会停止。普通线程t1可以调用t1.setDeamon(true); 方法变成守护线程

注意垃圾回收器线程就是一种守护线程 Tomcat 中的 Acceptor 和 Poller 线程都是守护线程，所以 Tomcat 接收到 shutdown 命令后，不会等待它们处理完当前请求

3.5 线程状态之五种状态

五种状态的划分主要是从操作系统的层面进行划分的

初始状态，仅仅是在语言层面上创建了线程对象，即Thead thread = new Thead();，还未与操作系统线程关联
可运行状态，也称就绪状态，指该线程已经被创建，与操作系统相关联，等待cpu给它分配时间片就可运行
运行状态，指线程获取了CPU时间片，正在运行

当CPU时间片用完，线程会转换至【可运行状态】，等待 CPU再次分配时间片，会导致我们前面讲到的上下文切换

阻塞状态

如果调用了阻塞API，如BIO读写文件，那么线程实际上不会用到CPU，不会分配CPU时间片，会导致上下文切换，进入【阻塞状态】
等待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，只要操作系统一直不唤醒线程，调度器就一直不会考虑调度它们，CPU就一直不会分配时间片

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

3.6 线程状态之六种状态

这是从 Java API 层面来描述的，我们主要研究的就是这种。状态转换详情图：地址根据 Thread.State 枚举，分为六种状态 Test12.java

NEW 跟五种状态里的初始状态是一个意思
RUNNABLE 是当调用了 start() 方法之后的状态，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【io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

java线程（2）

3.3.1 start 与 run

调用start（能不能运行任务调度器说了算）

调用run

小结

3.3.2 sleep 与 yield

sleep

yield

小结

3.3.3 线程优先级

3.3.4 join

3.3.5 interrupt 方法详解

打断 sleep，wait，join 的线程

打断正常运行的线程

终止模式之两阶段终止模式

3.3.6 sleep，yiled，wait，join 对比

3.4 守护线程

3.5 线程状态之五种状态

3.6 线程状态之六种状态

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3.3.1 start 与 run

调用start（能不能运行任务调度器说了算）

调用run

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3.3.2 sleep 与 yield

sleep

yield

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3.3.3 线程优先级

3.3.4 join

3.3.5 interrupt 方法详解

打断 sleep，wait，join 的线程

打断正常运行的线程

终止模式之两阶段终止模式

3.3.6 sleep，yiled，wait，join 对比

3.4 守护线程

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