1.问题分析工具
jconsole
jstack
jstat
jvisualvm
jProfiler
前4个工具是在jdk的bin目录下的,最后一个是一个收费的工具。
还有一个class字节码反编译命令:javap -c class文件名
2.线程生命周期的状态
new:线程的创建。
Runnable:可运行状态,就是线程调用了start方法。
Blocked:阻塞状态,线程调用start方法后,但是还没获取到锁对象,所以进入了阻塞状态。
Wait:等待状态,当线程调用了start方法后并获取到了所对象,此时只需要等待CPU的调度(得到CPU的执行时间片),在这里个人的理解是:线程执行了wait方法后该线程的状态我也归为wait状态。万事俱备只欠东风。
计时等待:当线程里面执行了sleep(millis)方法后,该线程没有释放锁对象,并等待指定时间后重新获取CPU的执行时间片使得到CPU的调度。
3.线程的start方法剖析:模板设计模式在Thread中的应用
其实Thread的run和start就是比较典型的模板设计模式,父类编写算法结构代码,子类实现逻辑细节。(具体可以看该书P9)
4.Runnable接口的引入以及策略模式在Thread中的使用
在很多软文以及一些书籍中,经常提到,创建线程的方式有两种,第一种是构造Thread类的对象或Thread子类的对象,第二种是实现Runnable接口,这种说法我觉得是错误的不严谨。因为在JDK中代表线程的只有Thread这个类。
解释一下我为什么认为实现Runnable接口不是创建线程的另一种方式
public class MyThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
//线程要执行的逻辑
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
Thread t = new Thread(myThread);
t.start();
}
}
Thread类的run方法:
@Override
public void run() {
//target是创建Thread对象时,通过构造方法的参数传进来的Runnable接口实现类的对象
//在这里就是上面例子中的MyThread的对象
//当target不为空时,线程其实执行的就是Runnable实现类的对象的run方法
if (target != null) {
target.run();
}
}
所以,通过实现Runnable接口来创建线程的方式,线程依然是Thread类,只是换了一种方式让线程来执行我们写的逻辑代码,这种方式的好处是:MyThread这样的类本来就需要继承一个类,但是又要实现线程要处理的逻辑,所以就可以采用实现Runnable接口的方法。但线程依然是Thread类的对象,而Runnable的run只是可以作为线程的执行单元。
4.4策略模式在Thread中的使用
再来看一下Thread类的run方法:
@Override
public void run() {
if (target != null) {
//创建每一个Thread对象并通过构造参数传入Runnable接口的实现了
//最终调用Runnable接口实现类的run方法
//其实传入的不同的Runnable接口实现类的对象,就相当于不同的策略
target.run();
}
}
5.JVM内存结构
1.程序计数器:程序计数器在JVM中所起的作用就是用于存放当前线程接下来将要执行的字节码指令、分支、循环、跳转、异常处理等信息。在任何时候,一个处理器只执行其中一个线程的命令,为了能够在CPU时间片轮转切换上下文之后顺利回到正确的执行位置,每条线程都需要具有一个独立的程序计数器,各个线程之间互不影响,因此JVM将此块内存区域设计成了线程私有的。
2.Java虚拟机栈:Java虚拟机站也是线程私有的,它的生命周期与线程相同,是在JVM运行时所创建的。在线程中,方法在执行的时候都会创建一个名为栈帧(stack frame)的数据结构,主要用于存放局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。方法的调用也对应着栈帧在虚拟机中的压栈和弹栈过程。
3.本地方法栈:为调用Java本地方法服务的。Java中提供了调用本地方法的接口(Java Native Interface),也就是C/C++程序,在线程的执行过程中,经常会碰到调用JNI方法的情况,JVM为本地方法所划分的内存区域便是本地方法栈。这块内存区域其自由度非常高,完全靠不同的JVM厂商来实现,Java虚拟机规范并未给出强制性的规定,同样它也是县城私有的内存区域。
4.对内存:堆内存是JVM中最大的一块内存区域,被所有的线程共享,Java在运行期间创建的所有对象几乎都存放在该内存区域,该内存区域也是垃圾回收器重点照顾的区域,因此有些时候被称为“GC堆”。
对内存一般被细分为新生代和老年代,更细致划分:新生代中包含Eden区、S1和S2区。
在这里简单讲一下堆的垃圾回收和空间比例(HotSpotJVM为例)
新生代使用的垃圾回收算法是:复制算法
老年代使用的垃圾回收算法是:标记-清除-整理算法
Eden、S1和S2分别占用新生代空间的默认比例:8:1:1
5.方法区:方法区也是被线程共享的内存区域,他主要用于存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器(JIT)编译后的代码等数据。
6.使用TimeUnit替代Thread.sleep
7.正常关闭线程
7.1通过interrupt中断线程
7.2定义一个volatile修饰的变量,通过判断该变量的值来终止线程。
8.线程死锁
8.1交叉锁可导致程序出现死锁
public class DeadLock
{
private final Object MUTEX_READ = new Object();
private final Object MUTEX_WRITE = new Object();
public void read()
{
synchronized (MUTEX_READ)
{
System.out.println(currentThread().getName() + " get READ lock");
synchronized (MUTEX_WRITE)
{
System.out.println(currentThread().getName() + " get WRITE lock");
}
System.out.println(currentThread().getName() + " release WRITE lock");
}
System.out.println(currentThread().getName() + " release READ lock");
}
public void write()
{
synchronized (MUTEX_WRITE)
{
System.out.println(currentThread().getName() + " get WRITE lock");
synchronized (MUTEX_READ)
{
System.out.println(currentThread().getName() + " get READ lock");
}
System.out.println(currentThread().getName() + " release READ lock");
}
System.out.println(currentThread().getName() + " release WRITE lock");
}
public static void main(String[] args)
{
final DeadLock deadLock = new DeadLock();
new Thread(() ->
{
while (true)
{
deadLock.read();
}
}, "READ-THREAD").start();
new Thread(() ->
{
while (true)
{
deadLock.write();
}
}, "WRITE-THREAD").start();
}
}
9.锁对象关联的monitor对象
public void a() {
//每个对象的对象头会关联锁的信息,这个信息可以理解为就是对应的monitor对象。
//也就是每个对象都有一个与之关联的monitor对象,这个对象中有两个队列
//一个EntryList和WaitSet两个队列。
//EntryList保存 向这个锁对象加锁没加成功的线程(因为前面的线程对锁对象还没释放)。
//WaitSet保存 调用了这个所对象的wait方法进入了等待状态的线程。
synchronized (obj) {
//todo
//obj.wait
}
}
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