并发编程之线程第一篇
3.4 原理之线程运行
Java虚拟机栈
JVM中由堆、栈、方法区所组成，其中栈内存是给线程使用，每个线程启动后，虚拟机就会为其分配一块栈内存。
- 每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
- 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法
线程上下文切换（Thread Context Switch）
因为以下一些原因导致cpu不再执行当前的线程，转而执行另一个线程的代码
- 线程的cpu时间片用完
- 垃圾回收
- 有更高优先级的线程需要运行
-
线程自己调用了sleep、yield、join、park、synchronized、lock等方法程序
当Context Switch发生时，需要由操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一个线程的状态，Java中对应的概念就是程序计数器（Program Counter Register），它的作用是记住下一条jvm指令的执行地址，是线程私有的
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3.5 常见方法
| 方法名 | 功能说明 | 注意 |
|---|---|---|
| start() | 启动一个新线程，在新的线程运行run方法中的代码 | start方法只是让线程进入就绪，里面的代码不一定立刻运行（CPU的时间片还没分给它）。每个线程对象的start方法只能调用一次，如果调用了多次会出现IllegalThreadStateException |
| run() | 新线程启动后会调用的方法 | 如果在构造Thread对象时传递了Runnable参数，则线程启动后调用Runnable中的run 方法，否则默认不执行任何操作。但可以创建Thread的子类对象，来覆盖默认行为 |
| join() | 等待线程运行结束 | |
| join(long n) | 等待线程运行结束，最多等待n毫秒 | |
| getId() | 获取线程长整型的id | id唯一 |
| getName() | 获取线程名 | |
| setName(String) | 修改线程名 | |
| getPriority() | 获取线程优先级 | |
| setPriority(int) | 修改线程优先级 | java中规定线程优先级是1~10的整数，较大的优先级能提高该线程被CPU调度的机率 |
| getState() | 获取线程状态 | java中线程状态是用6个enum表示，分别为 ：NEW，RUNNABLE，BLOCKED，WAITING，TIMED_WAITING，TERMINATED |
| isInterrupted() | 判定是否被打断 | 不会清除打断标记 |
| isAlive() | 线程是否存活（还没有运行完毕） | |
| interrupt() | 打断线程 | 如果被打断线程正在sleep，wait，join会导致被打断的线程抛出InterruptedException，并清除打断标记；如果打断的正在运行的线程，则会设置打断标记；park的线程被打断，也会设置打断标记 |
| interrupted() static | 判定当前线程是否被打断 | 会清除打断标记 |
| currendThread(0 static | 获取当前正在执行的线程 | |
| sleep(long n) static | 让当前执行的线程休眠n毫秒，休眠时让出cpu的时间片给其他线程 | |
| yieId() static | 提示线程调度器让出当前线程对CPU的使用 | 主要是为了测试和调试 |
3.6 start与run
调用run
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输出
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程序仍在main线程运行，FileReader.read()方法调用还是同步的
3.7 sleep与yield
sleep
- 调用sleep会让当前线程从Running进入Timed Waiting状态
- 其它线程可以使用 interrupt方法打断正在睡眠的线程，这时sleep方法会抛出InterruptedException
- 睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行
- 建议用TimeUnit的sleep代替Thread的sleep来获得更好地可读性
yield
1、 调用yield会让当前线程从Running进入Runnable状态，然后调度执行其它同优先级的线程。如果这时没有同优先级的线程，那么不能保证让当前线程暂停的效果
2、具体的实现依赖于操作系统的任务调度器
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
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案例 - 防止CPU占用100%
sleep实现
在没有利用cpu来计算时，不要让while（true）空转浪费cpu，这时可以使用yield或sleep来让出cpu的使用权给其他程序
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- 可以用wait或条件变量达到类似的效果
- 不同的是，后两种都需要加锁，并且需要相应的唤醒操作，一般适用于要进行同步的场景
- sleep适用于无需锁同步的场景
3.8 join方法详解
为什么需要join
下面的代码执行，打印r是什么？
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分析
-
因为主线程和线程t1是并行执行的，t1线程需要1秒之后才能算出r=10
-
而主线程一开始就要打印r的结果，所以只能打印出r=0
解决方法 -
用sleep行不行？为什么？
-
用join，加在start之后即可
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应用之同步 （案例1）
以调用方角度来讲，如果 -
需要等待结果返回，才能继续运行就是同步
-
不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步
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有时效的join
等够时间
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输出
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3.9 interrupt方法详解
打断sleep，wait，join的线程
打断sleep的线程，会清空打断状态，以sleep为例
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输出
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打断正常运行的线程
打断正常运行的线程，不会清空打断状态
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输出
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两阶段终止模式
Two Phase Termination
在一个线程T1中如何“优雅”终止线程T2？这里的【优雅】指的是给T2一个料理后事的机会。
1、 错误思路
- 使用线程对象的stop（）停止线程
（1）stop方法会真正杀死线程，如果这时线程锁住了共享资源，那么当它被杀死后就再也没有机会释放锁，其它线程将永远无法获取锁。 -
使用System.exit(int)方法停止线程
（1）目的仅是停止一个线程，但这种做法会让整个程序都停止
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package com.example.demo;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
@Slf4j
public class TwoPhaseTermination {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Test test = new Test();
test.start();
Thread.sleep(3500);
test.stop();
}
}
@Slf4j
class Test{
private Thread monitor;
/**
* 启动监控线程
*/
public void start() {
monitor = new Thread(() -> {
while (true) {
Thread currentThread = Thread.currentThread();
if (currentThread.isInterrupted()) {
log.info("料理后事");
break;
}
try {
// 情况1
Thread.sleep(1000);
log.info("执行监控记录");
} catch (Exception e) {
// 因为sleep出现异常后，会消除打断标记
// 需要重置打断标记
e.printStackTrace();
currentThread.interrupt();
}
}
});
monitor.start();
}
/**
* 停止监控线程
*/
public void stop() {
monitor.interrupt();
}
}
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打断park线程
打断park线程，不会清空打断状态
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输出
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如果打断标记已经是true，则park会失效，可以如下操作 ：
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3.10 不推荐的方法
还有一些不推荐使用的方法，这些方法已过时，容易破坏同步代码块，造成线程死锁。
| 方法名 | static | 功能说明 |
|---|---|---|
| stop() | 停止线程运行 | |
| suspend() | 挂起（暂停）线程运行 | |
| resume() | 恢复线程运行 |
3.11 主线程与守护线程
默认情况下，Java进程需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其它非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完，也会强制结束。
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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。
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