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Java Thread的方法(源代码) 和 线程的状态

Java Thread的方法(源代码) 和 线程的状态

作者: 柳岸花开 | 来源:发表于2017-11-23 14:29 被阅读92次

    1 .Thread中重要的属性

    复制代码
    1 publicclass Thread implements Runnable { //继承自Runnable接口private char name[]; // 以char数组保存线程的名字
    2 private int priority; // 线程优先级别
    3 /* Whether or not the thread is a daemon thread. /
    4 private boolean daemon = false; //是否为守护线程
    5 /
    What will be run. /
    6 private Runnable target; //构造方法中传递一个Runnable对象 最终由target指向
    7
    8 /
    The group of this thread */
    9 private ThreadGroup group; //线程组
    10
    11 //预先定义好的优先级
    12 public final static int MIN_PRIORITY = 1;
    13 public final static int NORM_PRIORITY = 5;
    14 public final static int MAX_PRIORITY = 10;
    15
    16 // 这个类是在ThreadLocal中定义 类似于Map的key-value的数据结构(后面会有该类的叙述)
    17 // 特殊之处:key的值是固定的 就是当前线程
    18 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
    19
    20 // 当不为线程命名的时候 默认名称是Thread-编号 编号从0开始增长 就是依靠这个 前面已经详细讲述
    21 private static int threadInitNumber;
    22 private static synchronized int nextThreadNum() {
    23 return threadInitNumber++;
    24 }
    27 ... ...
    26 }

    复制代码

    2 构造方法

    在Thread重载了很多构造方法 我们挑选几个常用的进行列举

    复制代码
    1 public Thread() {
    2 init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
    3 }
    4
    5 public Thread(String name) {
    6 init(null, null, name, 0);
    7 }
    8
    9 public Thread(Runnable target) {
    10 init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
    11 }
    12
    13 public Thread(Runnable target, String name) {
    14 init(null, target, name, 0);
    15 }

    复制代码

    可以看出Thread的构造方法最终都会调用init方法

    复制代码
    1
    2 //4个参数分别表示 线程所属组 Runnable对象 线程名字 线程栈大小
    3 //一般只会用到第2、3个参数
    4 private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize) {
    5
    6 Thread parent = currentThread(); //获取当前运行的线程为父线程 一些属性将会基础自parent
    7 SecurityManager security = System.getSecurityManager();
    8 if (g == null) {
    9 if (security != null) {
    10 g = security.getThreadGroup();
    11 }
    12 if (g == null) {
    13 g = parent.getThreadGroup();
    14 }
    15 }
    16 g.checkAccess();
    17
    18 if (security != null) {
    19 if (isCCLOverridden(getClass())) {
    20 security.checkPermission(SUBCLASS_IMPLEMENTATION_PERMISSION);
    21 }
    22 }
    23 g.addUnstarted();
    24
    25
    26 this.group = g; //指定要开启线程的组
    27 this.daemon = parent.isDaemon();//指定要开启线程是否为守护线程 来自于parent
    28 this.priority = parent.getPriority();//设置优先级的值 来自于parent
    29 this.name = name.toCharArray();//设置线程名字
    30 if (security == null || isCCLOverridden(parent.getClass()))
    31 this.contextClassLoader = parent.getContextClassLoader();
    32 else
    33 this.contextClassLoader = parent.contextClassLoader;
    34 this.inheritedAccessControlContext = AccessController.getContext();
    35 this.target = target;//设置要执行的目标 Runnable对象
    36 setPriority(priority);//设置优先级
    37 if (parent.inheritableThreadLocals != null)
    38 this.inheritableThreadLocals =
    39 ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
    40 /* Stash the specified stack size in case the VM cares /
    41 this.stackSize = stackSize;
    42
    43 /
    Set thread ID */
    44 tid = nextThreadID();
    45
    46 this.me = this;
    47 }

    复制代码

    3 线程的状态

    1 /* Java thread status for tools,
    2 * initialized to indicate thread 'not yet started'
    3 */
    4 private int threadStatus = 0; //描述线程状态的属性

    线程有四种状态

    1. 新状态:线程已被创建但尚未执行(start() 尚未被调用)。

    2. 可执行状态:线程可以执行,虽然不一定正在执行。CPU 时间随时可能被分配给该线程,从而使得它执行。

    3. 死亡状态:正常情况下 run() 返回使得线程死亡。调用 stop()或 destroy() 亦有同样效果,但是不被推荐,前者会产生异常,后者是强制终止,不会释放锁。

    4. 阻塞状态:线程不会被分配 CPU 时间,无法执行。

    这些状态 Thread中是以枚举来描述的:

    复制代码
    1 public enum State {
    2 NEW,
    3 RUNNABLE,
    4 BLOCKED,
    5 WAITING,
    6 TIMED_WAITING,
    7 TERMINATED;
    8 }

    复制代码

    Thread中的不同方法的执行 会使线程进入不同的状态 如图:

    将blocked、waiting、time waiting统称为阻塞状态,这个也是可以的

    只不过这里我想将线程的状态和Java中的方法调用联系起来,所以将waiting和time waiting两个状态分离出来。

    4 Thread中的成员方法

    1)start方法

    start()用来启动一个线程,当调用start方法后,系统才会开启一个新的线程来执行用户定义的子任务,在这个过程中,会为相应的线程分配需要的资源。

    一个线程只能start 1次  以为一个只需要分配一次资源就够了  如果启动多次 就会出错:非法的线程状态异常 IllegalThreadStateException
    

    复制代码
    1 public synchronized void start() {
    2 if (threadStatus != 0 || this != me) //只有处于未开启状态的线程才可以继续执行
    3 throw new IllegalThreadStateException();
    4 group.add(this);
    5 start0();
    6 if (stopBeforeStart) {
    7 stop0(throwableFromStop);
    8 }
    9 }
    10
    11 private native void start0();
    12 private native void stop0(Object o);

    复制代码

    2)run方法

    run()方法是不需要用户来调用的,当通过start方法启动一个线程之后,当线程获得了CPU执行时间,便进入run方法体去执行具体的任务。

    注意,继承Thread类必须重写run方法,在run方法中定义具体要执行的任务。

    如果我们覆盖了run方法 就会执行我们覆盖的方法

    如果我们向Thread传递了一个Runnable对象 就会执行该对象的run方法

    1 public void run() {
    2 if (target != null) { //判断是否有Runnable对象传入
    3 target.run();
    4 }
    5 }

    那么请思考下面程序的输出:

    复制代码
    1 public static void main(String[] args) {
    2 new Thread(new Runnable() {
    3
    4 @Override
    5 public void run() {
    6 System.out.println("run in Runnable");
    7 }
    8
    9 }) {
    10 public void run() {
    11 System.out.println("run in Thread");
    12 }
    13 }.start();
    14 }

    复制代码

    答案:run in Thread

    这就表明既复写run方法又传递Runnable时执行的是覆盖的方法

    因为执行原有的run方法已经失效 根本不会判断if (target != null) 更不会执行target.run();

    3)sleep方法

    sleep方法有两个重载版本:

    sleep(long millis) //参数为毫秒

    sleep(long millis,int nanoseconds) //第一参数为毫秒,第二个参数为纳秒

    sleep相当于让线程睡眠,交出CPU,让CPU去执行其他的任务。

    但是有一点要非常注意,sleep方法不会释放锁,也就是说如果当前线程持有对某个对象的锁,则即使调用sleep方法,其他线程也无法访问这个对象。

    注意,如果调用了sleep方法,必须捕获InterruptedException异常或者将该异常向上层抛出。

    当线程睡眠时间满后,不一定会立即得到执行,因为此时可能CPU正在执行其他的任务。所以说调用sleep方法相当于让线程进入阻塞状态。

    4)yield方法

    调用yield方法会让当前线程交出CPU权限,让CPU去执行其他的线程。它跟sleep方法类似,同样不会释放锁。

    但是yield不能控制具体的交出CPU的时间,另外,yield方法只能让拥有相同优先级的线程有获取CPU执行时间的机会。

    注意,调用yield方法并不会让线程进入阻塞状态,而是让线程重回就绪状态,它只需要等待重新获取CPU执行时间,这一点是和sleep方法不一样的。

    5)join方法join方法有三个重载版本:

    join()

    join(long millis) //参数为毫秒

    join(long millis,int nanoseconds) //第一参数为毫秒,第二个参数为纳秒

    假如在main线程中,调用thread.join方法,则main方法会等待thread线程执行完毕或者等待一定的时间。

    如果调用的是无参join方法,则等待thread执行完毕,如果调用的是指定了时间参数的join方法,则等待一定的时间。

    6)interrupt方法

    interrupt,顾名思义,即中断的意思。单独调用interrupt方法可以使得处于阻塞状态的线程抛出一个异常,

    也就说,它可以用来中断一个正处于阻塞状态的线程直接调用interrupt方法不能中断正在运行中的线程;另外,通过interrupt方法和isInterrupted()方法来停止正在运行的线程。

    但是一般情况下不建议通过这种方式来中断线程,一般会在MyThread类中增加一个属性 isStop来标志是否结束while循环,然后再在while循环中判断isStop的值。

    那么就可以在外面通过调用setStop方法来终止while循环。

    复制代码
    1 class MyThread extends Thread{
    2
    3 private volatile boolean isStop = false;
    4
    5 public void run() {
    6 int i = 0;
    7 while(!isStop){
    8 i++;
    9 }
    10 }
    11
    12 public void setStop(boolean stop){
    13 this.isStop = stop;
    14
    15 }
    16 }

    复制代码

    7)stop方法

    stop方法已经是一个废弃的方法,它是一个不安全的方法。

    因为调用stop方法会直接终止run方法的调用,并且会抛出一个ThreadDeath错误,如果线程持有某个对象锁的话,会完全释放锁,导致对象状态不一致。所以stop方法基本是不会被用到的。

    8)destroy方法destroy方法也是废弃的方法。基本不会被使用到。

    9)以下是关系到线程属性的几个方法:

    1)getId 用来得到线程ID

    2)getName和setName 用来得到或者设置线程名称。

    3)getPriority和setPriority 用来获取和设置线程优先级。

    4)setDaemon和isDaemon 用来设置线程是否成为守护线程和判断线程是否是守护线程。

    守护线程和用户线程的区别在于:守护线程依赖于创建它的线程,而用户线程则不依赖。

    举个简单的例子:

    如果在main线程中创建了一个守护线程,当main方法运行完毕之后,守护线程也会随着消亡。

    而用户线程则不会,用户线程会一直运行直到其运行完毕。在JVM中,像垃圾收集器线程就是守护线程。

    (10)Thread类有一个比较常用的静态方法currentThread()用来获取当前线程。

    (11)holdsLock 判断线程是否有锁 Returns true if and only if the current thread holds the monitor lock on the specified object.

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