java线程(2)

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
  1. 调用 sleep 会让当前线程从 Running 进入 Timed Waiting 状态(阻塞)
  2. 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】
  3. 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)
  4. 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
  1. 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
  2. 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

  1. 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
  2. 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
  3. 运行状态,指线程获取了CPU时间片,正在运行
  1. 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
  1. 阻塞状态
  1. 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】
  2. 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】
  3. 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
  1. 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

  1. NEW 跟五种状态里的初始状态是一个意思
  2. 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)
  3. BLOCKEDWAITINGTIMED_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
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