关于java:java-线程学习

感觉本人java基础知识学的太差，记录一下本人学习深入浅出多线程的笔记。

笔记连贯：
https://flowus.cn/share/d4a68486-0162-4759-816e-551b275218f3
【FlowUs 息流】

1.过程和线程基本概念

过程产生的背景：最后计算机只能输出一次指令而后执行一次，效率较低。起初有了批处理零碎，用户能够将一串的指令交给计算机，由计算机顺次解决。然而还是串行解决，随程序的阻塞而阻塞。

为了解决这个问题，呈现了过程的概念：指正在运行的一个程序或应用程序，内存中能够存在多个过程。CPU采纳工夫片轮转的形式运行过程。每个过程的工夫片完结后，把CPU调配给下一个过程，如果以后过程工作没完结，则保留以后过程的信息，期待下一次调配；

然而，人们并不满足于此。如果一个过程蕴含多个子工作，过程也只能一一执行，效率不高。

那么能不能让这些子工作同时执行呢？于是人们又提出了线程的概念，那么能不能让这些子工作同时执行呢？于是人们又提出了线程的概念，让一个线程执行一个子工作，这样一个过程就蕴含了多个线程，每个线程负责一个独自的子工作。
例如：一个下载软件能够应用多个线程同时下载多个文件，从而大大缩短下载工夫。

线程和过程：

2. Thread类和Runnable接口

自定义Thread类：

public class Demo {    public static class MyThread extends Thread {        @Override        public void run() {            System.out.println("MyThread");        }    }    public static void main(String[] args) {        Thread myThread = new MyThread();        myThread.start();    }}

start()办法后，该线程才算启动
调用了start()办法后，虚构机会创立一个线程，而后等到这个线程第一次失去工夫片时再调用run()办法。
第二次调用start()办法会抛出IllegalThreadStateException异样。、

Thread 类是一个 Runnable 接口的实现类。

@FunctionalInterfacepublic interface Runnable {    public abstract void run();}

Runnable接口只有一个 run 办法，并且有 @FunctionalInterface 注解。意思是：函数式接口, 接口外面只能有一个形象办法

阐明咱们能够应用 Lambda 表达式

  public static void main(String[] args) {        new Thread(new MyThread()).start();        // Java 8 函数式编程，能够省略MyThread类        new Thread(() -> {            System.out.println("Java 8 匿名外部类");        }).start();    }

2.1 线程优先级

每个Java程序都有一个默认的主线程，就是通过JVM启动的第一个线程main线程。
Java中线程优先级能够指定，范畴是1~10。Java默认的线程优先级为5，
Java中的优先级来说不是特地的牢靠，Java程序中对线程所设置的优先级只是给操作系统一个倡议，操作系统不肯定会驳回。而真正的调用程序，是由操作系统的线程调度算法决定的。

例如咱们能够应用如下的代码测试一下：

    public static class T1 extends Thread {        @Override        public void run() {            super.run();            System.out.println(String.format("以后执行的线程是：%s，优先级：%d",                    Thread.currentThread().getName(),                    Thread.currentThread().getPriority()));        }    }    @Test    void contextLoads() throws ExecutionException, InterruptedException {        IntStream.range(1, 10).forEach(i -> {            Thread thread = new Thread(new T1());            thread.setPriority(i);            thread.start();        });    }

能够看到不齐全依照优先级来，然而大抵差不多。

3. 线程组(ThreadGroup)

Java中用ThreadGroup来示意线程组，咱们能够应用线程组对线程进行批量管制。

ThreadGroup是一个规范的向下援用的树状构造。

顶层的 ThreadGroup 被称为零碎线程组（system thread group），由 JVM 运行时创立并领有它。

除了零碎线程组外，每个 ThreadGroup 对象都有一个父 ThreadGroup ，即间接蕴含它的那个 ThreadGroup 。

为什么这么设计呢？

节俭资源：依据树形构造，能够很容易递归回收该 ThreadGroup 中的线程或线程组，防止了内存透露和资源节约等问题。

确保线程平安：通过 ThreadGroup 能够限度某些线程的运行权限，比方能够设置特定的权限来避免线程意外获得零碎特权，确保线程不会危及系统安全。能够通过重写 ThreadGroup 的 checkAccess 办法来实现限度某些线程的运行权限。

不便监控和调试：通过 ThreadGroup 能够不便地查看和操纵整个线程组中的所有线程，从而便于进行监控和调试。

例如通过上面的办法就能够获取以后线程组运行的所有线程：

IntStream.range(1, 10).forEach(i -> {            Thread thread = new Thread(() -> {                try {                    Thread.sleep(1000L);                } catch (InterruptedException e) {                    throw new RuntimeException(e);                }            });            thread.start();        });ThreadGroup threadGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup();Thread[] threads = new Thread[threadGroup.activeCount()];threadGroup.enumerate(threads);

后果：

4. Java线程的状态

在当初的操作系统中，线程是被视为轻量级过程的，所以操作系统线程的状态其实和操作系统过程的状态比拟类似的。

4.1 Java线程的6个状态

// Thread.State 源码public enum State {    NEW,    RUNNABLE,    BLOCKED,    WAITING,    TIMED_WAITING,    TERMINATED;}

4.1.1 NEW

文档中含意为： Thread state for a thread which has not yet started. 示意尚未启动的线程

Thread thread = new Thread(() -> {});System.out.println(thread.getState()); // 输入 NEW

当初有两个问题：

重复调用同一个线程的start()办法是否可行？
如果一个线程执行结束（此时处于TERMINATED状态），再次调用这个线程的start()办法是否可行？

从源码剖析：

 public synchronized void start() {              if (threadStatus != 0)            throw new IllegalThreadStateException();        group.add(this);        boolean started = false;        try {            start0();            started = true;        } finally {            try {                if (!started) {                    group.threadStartFailed(this);                }            } catch (Throwable ignore) {                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then                  it will be passed up the call stack */            }        }    }

从start0()看不出任何对state的操作。咱们只能从threadStatus 动手

能够看到 threadStatus 的变量。如果它不等于0，调用start()会间接抛出异样的。

上面用代码测试一下：

@Testpublic void testStartMethod() {    Thread thread = new Thread(() -> {}, "myThread");    thread.start(); // 第一次调用    thread.start(); // 第二次调用}

第一次：

第二次：

而后面说到：如果它不等于0，调用start()会间接抛出异样的。故答案是否，不能start两次

那第二个问题：如果一个线程执行结束（此时处于 TERMINATED 状态），再次调用这个线程的start()办法是否可行？

从获取线程状态源码剖析：

    // 返回线程的状态    public State getState() {        // get current thread state        return sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus);    }         public static Thread.State toThreadState(int var0) {        if ((var0 & 4) != 0) {            return State.RUNNABLE;        } else if ((var0 & 1024) != 0) {            return State.BLOCKED;        } else if ((var0 & 16) != 0) {            return State.WAITING;        } else if ((var0 & 32) != 0) {            return State.TIMED_WAITING;        } else if ((var0 & 2) != 0) {            return State.TERMINATED;        } else {            return (var0 & 1) == 0 ? State.NEW : State.RUNNABLE;        }    }

获取线程的状态是通过 toThreadState（int var0）函数获取的，参数就是 threadStatus

通过 var0和数字按位运算失去后果。

如果 (var0 & 4) != 0 成立，示意 var0 的第 3 位（从右往左数，从 0 开始计数）是 1，即示意线程状态为 RUNNABLE；如果 (var0 & 1024) != 0 成立，示意 var0 的第 11 位是 1，即示意线程状态为 BLOCKED。

回到方才的问题，当线程处于 TERMINATED 状态，阐明 var0 的第3位为0，即 threadStatus ! = 0；

从之前的代码就能够看出会抛出 IllegalThreadStateException 异样。故答案也是否

4.1.2 RUNNABLE

Java线程的RUNNABLE状态其实是包含了传统操作系统线程的ready和running两个状态。

4.1.3 BLOCKED

阻塞状态。处于BLOCKED状态的线程正等待锁的开释以进入同步区。

能够类比为一个人正在应用一部电话，而另一个人也想要应用电话。因为电话只有一个，因而另一个人必须期待以后使用者完结后能力应用。在此期间，他就处于blocked状态。因为他晓得那部电话曾经被占用了，不能立刻应用。

4.1.4 WAITING

期待状态。处于期待状态的线程变成RUNNABLE状态须要其余线程唤醒。

调用如下3个办法会使线程进入期待状态：

Object.wait()：使以后线程处于期待状态直到另一个线程唤醒它；
Thread.join()：期待线程执行结束，底层调用的是Object实例的wait办法；
LockSupport.park()：除非取得调用许可，否则禁用以后线程进行线程调度。

4.1.5 TIMED_WAITING

超时期待状态。线程期待一个具体的工夫，工夫到后会被主动唤醒。主动唤醒后，领有了去抢夺锁的资格。

调用如下办法会使线程进入超时期待状态：

Thread.sleep(long millis)：使以后线程睡眠指定工夫；
Object.wait(long timeout)：线程休眠指定工夫，期待期间能够通过notify()/notifyAll()唤醒；
Thread.join(long millis)：期待以后线程最多执行millis毫秒，如果millis为0，则会始终执行；
LockSupport.parkNanos(long nanos)：除非取得调用许可，否则禁用以后线程进行线程调度指定工夫；
LockSupport.parkUntil(long deadline)：同上，也是禁止线程进行调度指定工夫；

4.1.6 TERMINATED

终止状态。此时线程已执行结束。