细说多线程之Thread VS Runnable

线程创建的两种方式

继承 Thread 类：

class MyThread extends Thread{
    
    ....

    @Override 
    public void run(){
        .....
    }
}

MyThread mt = new MyThread();   // 创建线程
mt.start();                     // 启动线程 - 调用start方法，线程进入线程队列中，等待CPU服务，一旦获取到CPU的时间片，就会转到run方法中执行，线程启动。run方法执行完，线程消亡。

实现Runnable接口：

class MyThread implements Runnable{
    
    ....

    @Override 
    public void run(){
        .....
    }
}

MyThread mt = new MyThread();   
Thread td = new Thread(mt);     // 创建线程
td.start();                         // 启动线程

• Runnable方式可以避免Thread方式由于Java单继承特性带来的缺陷

• Runnable代码可以被多个线程（Thread实例）共享，适合于多个线程处理同一资源的情况

/**
 * Thread模拟火车站卖票
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class TicketsThread {

    public static void main(String[] args) {
        
        // 创建三个线程，模拟三个窗口卖票
        MyThread mt1 = new MyThread("窗口1");
        MyThread mt2 = new MyThread("窗口2");
        MyThread mt3 = new MyThread("窗口3");

        // 启动三个线程，即窗口开始卖票
        mt1.start();
        mt2.start();
        mt3.start();
    }
}

class MyThread extends Thread {

    private int ticketsCont = 5; // 一共5张火车票
    private String name; // 窗口，也即是线程的名字

    public MyThread(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (ticketsCont > 0) {
            ticketsCont--; // 如果还有票就卖掉一张
            System.out.println(name + "卖了一张票，剩余票数为：" + ticketsCont);
        }
    }

}

/**
 * Runnable模拟火车站卖票
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class TicktsRunnable {

    public static void main(String[] args) {
        
        // 创建三个线程，模拟三个窗口卖票（共享一个Runnable对象）
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
        Thread th1 = new Thread(mr,"窗口1") ;
        Thread th2 = new Thread(mr,"窗口2") ;
        Thread th3 = new Thread(mr,"窗口3") ;
        
        /* 不共享
        MyRunnable mr1 = new MyRunnable();
        MyRunnable mr2 = new MyRunnable();
        MyRunnable mr3 = new MyRunnable();
        Thread th1 = new Thread(mr1,"窗口1") ;
        Thread th2 = new Thread(mr2,"窗口2") ;
        Thread th3 = new Thread(mr3,"窗口3") ;
        */


        // 启动三个线程，即窗口开始卖票
        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
    }

}

class MyRunnable implements Runnable {

    private int ticketsCont = 5; // 一共5张火车票

    @Override
    public void run() {
        while (ticketsCont > 0) {
            ticketsCont--; // 如果还有票就卖掉一张
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖了一张票，剩余票数为：" + ticketsCont);
        }
    }

}

线程的生命周期

003.png

创建：新建一个线程对象，如 Thread thd = new Thread()

就绪状态：创建了线程对象之后，调用了线程的start()方法（注意：此时线程只是进入了线程队列，等待获取CPU服务，具备了运行的条件，但并不一定已经开始运行了）

运行：处于就绪状态的线程，一旦获取了CPU资源，便进入到运行状态，开始执行run()方法里面的逻辑。

终止：线程的run()方法执行完毕，或者线程调用了stop()方法(已淘汰)，线程便进入终止状态

阻塞：一个正在执行的线程在某些情况下，由于某种原因而暂时让出CPU资源，暂停了自己的执行，便进入了阻塞状态，如调用了sleep()方法。

004.png

守护线程

用户线程：运行在前台，执行具体的任务。程序的主线程、连接网络的子线程等都是用户线程。

守护线程：运行在后台，为其他前台线程服务。
特点：一旦所有用户线程都结束运行，守护线程会随JVM一起结束工作。
应用：数据库连接池中的监测线程
JVM虚拟机启动后的监测线程
最常见的守护线程：垃圾回收线程

如何设置守护线程：

可以通过调用Thread类的setDaemon(true)方法来设置当前的线程为守护线程
注意：
- setDaemon(true)必须在start()方法之前调用，否则会抛出IllegalThreadStateException异常
- 在守护线程中产生的新线程也是守护线程
- 不是所有的任务都可以分配给守护线程来执行，比如读写操作或者计算逻辑（一旦所有的用户线程都退出运行，守护线程失去存在的必要，随JVM一起结束工作，如果在守护线程中一些读写操作执行到一半，所有用户线程退出，守护线程结束，读写操作未进行完，程序崩溃）

005.png

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Scanner;

/**
 * 模拟场景：两个线程，一个主线程，一个守护线程； 守护线程很长时间内不断往文件写数据，主线程阻塞等待来自键盘的输入，
 * 一旦主线程获取用户的输入，阻塞结束，主线程继续运行直至结束。 一旦主线程结束，用户线程则消亡。这是及时数据未写完，守护线程也会随虚拟机一起结束运行。
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class DaemonThread {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("程序进入主线程" + Thread.currentThread().getName());

        DaemonRunnable dr = new DaemonRunnable();

        Thread tr = new Thread(dr);
        tr.setDaemon(true);
        tr.start();

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        sc.next();

        System.out.println("程序退出主线程" + Thread.currentThread().getName());

    }

}

class DaemonRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {

        System.out.println("程序进入守护现场" + Thread.currentThread().getName());

        try {
            writeToFile();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("退出守护现场" + Thread.currentThread().getName());

    }

    private void writeToFile() throws Exception {
        File fileName = new File("E:" + File.separator + "Daemon.txt");
        OutputStream os = new FileOutputStream(fileName, true);

        int count = 0;
        while (count < 999) {
            os.write(("\r\nword" + count).getBytes());
            System.out.println("守护线程" + Thread.currentThread().getName() + "向文件中写入了word" + count++);
            Thread.sleep(1000);
        }

    }
}

jmap.exe ：生成堆快照

jstat.exe ：监测虚拟机运行状态，可以查看JVM中类加载情况，所持有的情况

jconsole.exe：界面化工具，和jstat一样，也是用来监测虚拟机的运行状态

jstack

• 作用：生成JVM当前时刻线程的快照（threaddump，即当前进程中所有线程的信息）
• 目的：帮助定位程序问题出现的原因，如长时间停顿、CPU占用率过高等。

线程状态。 线程可以处于以下状态之一：

• NEW
  尚未启动的线程处于此状态。
• RUNNABLE
  在Java虚拟机中执行的线程处于此状态。
• BLOCKED
  被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态。
• WAITING
  正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态。
• TIMED_WAITING
  正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态。
• TERMINATED
  已退出的线程处于此状态。

一个线程可以在给定时间点处于一个状态。 这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

$ jstack -l 58860       // jstack -l pid 
2018-04-14 14:18:08 // 当前线程快照生成的时间
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.144-b01 mixed mode):   // Eclipse运行时使用的JRE的类型和版本(HotSpot(TM) 64-Bit)，虚拟机分为服务器端(Server)版本和客户端(Client)版本

// daemon表示是守护线程，tid nid 标识线程的参数，都是16进制的，结合top -h指令可以很方便的定位CPU占用率很高的线程
"Thread-0" #10 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001adaf000 nid=0xe56c waiting on condition [0x000000001b87f000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)   // 线程状态 - 阻塞状态
        at java.lang.Thread.sleep(Native Method)   // sleep()方法
        at com.thread.imooc.DaemonRunnable.writeToFile(DaemonThread.java:61)
        at com.thread.imooc.DaemonRunnable.run(DaemonThread.java:44)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

   Locked ownable synchronizers:   // 告诉我们当前线程是否处于线程块内
        - None  // 没有

"Service Thread" #9 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x000000001ace2800 nid=0xe460 runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"C1 CompilerThread2" #8 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x000000001acd1000 nid=0xe474 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"C2 CompilerThread1" #7 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x000000001acce000 nid=0xe520 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"C2 CompilerThread0" #6 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x000000001accb800 nid=0xd95c waiting on condition [0x0000000000000000]   // 调用JITing，实时编译装卸class
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"Attach Listener" #5 daemon prio=5 os_prio=2 tid=0x000000001acca000 nid=0xe540 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000019a7e000 nid=0xe580 runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE   // 负责分发内部事件

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=1 tid=0x0000000019a48000 nid=0xe578 in Object.wait() [0x000000001ac7f000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)   //  负责调用Finalizer方法
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on <0x00000000d6e08f20> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
        at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:143)
        - locked <0x00000000d6e08f20> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
        at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:164)
        at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=2 tid=0x0000000019a43800 nid=0xe574 in Object.wait() [0x000000001ab7f000]   // 负责处理引用
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on <0x00000000d6e06ba8> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
        at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
        at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
        - locked <0x00000000d6e06ba8> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
        at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000000b71000 nid=0xe174 runnable [0x0000000004d2f000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE   // 主线程
        at java.io.FileInputStream.readBytes(Native Method)
        at java.io.FileInputStream.read(FileInputStream.java:255)
        at java.io.BufferedInputStream.read1(BufferedInputStream.java:284)
        at java.io.BufferedInputStream.read(BufferedInputStream.java:345)
        - locked <0x00000000d6e5a1b8> (a java.io.BufferedInputStream)
        at sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:284)
        at sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:326)
        at sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:178)
        - locked <0x00000000d6ed7398> (a java.io.InputStreamReader)
        at java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:184)
        at java.io.Reader.read(Reader.java:100)
        at java.util.Scanner.readInput(Scanner.java:804)
        at java.util.Scanner.next(Scanner.java:1369)
        at com.thread.imooc.DaemonThread.main(DaemonThread.java:28)

   Locked ownable synchronizers:
        - None

"VM Thread" os_prio=2 tid=0x0000000019a3c800 nid=0xe59c runnable  // 虚机内部线程，在Jconsole下看不见

"GC task thread#0 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000000b87800 nid=0xe5bc runnable

"GC task thread#1 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000000b89800 nid=0xe558 runnable

"GC task thread#2 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000000b8b000 nid=0xe55c runnable

"GC task thread#3 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000000b8c800 nid=0xe52c runnable

"VM Periodic Task Thread" os_prio=2 tid=0x000000001aced000 nid=0xe470 waiting on condition  // 虚机内部线程，在Jconsole下看不见

JNI global references: 6