1. 线程
1.1 创建线程
创建线程通常有以下三种方式:
实现 Runnable 接口,并重写其 run 方法:
public` `class` `J1_Method01` `{`
`public` `static` `void` `main(String[] args)` `{`
` System.out.println("Main线程的ID为:"` `+ Thread.currentThread().getId());`
` Thread thread =` `new` `Thread(new` `CustomRunner());`
` thread.start();`
`}`
`}`
`class` `CustomRunner` `implements` `Runnable` `{`
`@Override`
`public` `void` `run()` `{`
` System.out.println("CustomRunner线程的ID为:"` `+ Thread.currentThread().getId());`
`}`
`}
继承自 Thread 类,并重写其 run 方法:
public` `class` `J2_Method02` `{`
`public` `static` `void` `main(String[] args)` `{`
` System.out.println("Main线程的ID为:"` `+ Thread.currentThread().getId());`
` CustomThread customThread =` `new` `CustomThread();`
` customThread.start();`
`}`
`}`
`class` `CustomThread` `extends` `Thread` `{`
`@Override`
`public` `void` `run()` `{`
` System.out.println("CustomThread线程的ID为:"` `+ Thread.currentThread().getId());`
`}`
`}
以上两种方式都无法获取线程的返回值,如果想要获取线程的返回值,需要实现 Callable 接口:
public` `class` `J3_Method03` `{`
`public` `static` `void` `main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {`
` Task task =` `new` `Task();`
` FutureTask<Integer> futureTask =` `new` `FutureTask<>(task);`
`new` `Thread(futureTask).start();`
` System.out.println("获得线程返回值:"` `+ futureTask.get());`
`}`
`}`
`class` `Task` `implements` `Callable<Integer>` `{`
`@Override`
`public Integer call()` `{`
`return` `100;`
`}`
`}`
`// 输出:`
`获得线程返回值:100
1.2 线程属性
编号 (ID) :用于标识线程的唯一编号,只读属性。
名称 (Name):用于定义线程名称,可读可写。
线程类别 (Daemon):通过线程的 `setDaemon(boolean on)` 方法进行设置,为 true 表示设置为守护线程,否则为用户线程。用户线程会阻止 Java 虚拟机正常停止,守护线程则不会。通常可以把一些不重要的线程设置为守护线程,比如监控其他线程状态的监控线程,当其他工作线程停止后,虚拟机就可以正常退出。
优先级 (Priority):Java 线程支持 1 到 10 十个优先级,默认值为 5 。Java 线程的优先级本质上只是给线程调度器一个提示信息,它并不能保证线程一定按照优先级的高低顺序运行,所以它是不可靠的,需要谨慎使用。在 Java 平台中,子线程的优先级默认与其父线程相同。
1.3 线程状态
Java 线程的生命周期分为以下五类状态:
RUNABLE:该状态包括两个子状态:READY 和 RUNING 。处于 READY 状态的线程被称为活跃线程,被线程调度器选中后才开始运行,转化为 RUNING 状态。
BLOCKED:一个线程发起一个阻塞式 IO 操作后(如文件读写或者阻塞式 Socket 读写),或者申请一个由其他线程持有的独占资源(比如锁)时,相应的线程就会处于该状态。
WAITING:线程处于无时间限制的等待状态。
TIMED_WAITING:有时间限制的等待状态,如果在指定时间内并没有执行的特定的操作,则该线程自动转换为 RUNABLE。
TERMINATED:`Thread.run()`正常返回或者由于抛出异常而提前终止,则对应的线程都会处于该终止状态。
各个状态之间的转换关系如下图:
1.4 线程终止
通常线程会随着代码的运行完成而终止,但如果你在线程中进行了死循环操作,此时就需要考虑如何安全地停止线程?虽然 Thread 类提供了 `stop()` 方法,但其已经被标识为废弃,因为 `stop()` 只是暴力的停止线程, 但此时线程中的操作仍可能处于中间状态,此时暴力地停止就可能会产生非预期的结果。想要安全的停止线程,可以通过改变终止标志位的方式来实现:
public` `class` `ThreadStop` `{`
`private` `static volatile boolean stopFlag =` `true;`
`public` `static` `void` `main(String[] args) throws InterruptedException {`
` Thread thread =` `new` `Thread(()` `->` `{`
`while` `(stopFlag)` `{`
`try` `{`
` Thread.sleep(100);`
` System.out.println("持续输出");`
`}` `catch` `(InterruptedException e)` `{`
` e.printStackTrace();`
`}`
`}`
`});`
` thread.start();`
` Thread.sleep(3` `*` `1000);`
` stopFlag =` `false;`
` System.out.println("线程终止");`
`}`
`}
1.5 线程中断
除了终止线程外,JDK 中提供了以下方法用于实现线程中断:
Thread.interrupt() :用于给目标线程设置中断标志位,但实际上并不能中断线程;
Thread.isInterrupted():通过检查中断标志位,判断当前线程是否被中断;
Thread.interrupted():用来判断当前线程的中断状态,同时会清除当前线程的中断标志位。
线程中断与线程终止的区别在于:线程中断只是告诉目标线程,我希望你停止运行,即设置标志位,而线程是否真的停止则是由其自行决定。示例如下:
/** `
` * interrupt() 只是设置中断标志位,并不能中断线程,所以子线程会持续打印`
` */`
`public` `class` `J1_Interrupt` `{`
`public` `static` `void` `main(String[] args) throws InterruptedException {`
` Thread thread =` `new` `Thread(()` `->` `{`
`while` `(true)` `{`
` System.out.println("子线程打印");`
`}`
`});`
` thread.start();`
` Thread.sleep(10);`
` thread.interrupt();`
`}`
`}`
`/**`
` * isInterrupted() 用于检查当前线程是否存在中断标志位,配合interrupt()使用可以中断线程`
` */`
`public` `class` `J2_IsInterrupted` `{`
`public` `static` `void` `main(String[] args) throws InterruptedException {`
` Thread thread =` `new` `Thread(()` `->` `{`
`while` `(!Thread.currentThread().isInterrupted())` `{`
` System.out.println("子线程打印");`
`}`
`});`
` thread.start();`
` Thread.sleep(10);`
` thread.interrupt();`
`}`
`}`
`/**`
` * interrupted() 用于判断当前线程的中断状态,并清除当前线程的中断标志位`
` */`
`public` `class` `J3_Interrupted` `{`
`public` `static` `void` `main(String[] args) throws InterruptedException {`
` Thread thread =` `new` `Thread(()` `->` `{`
`// 此时由于标志位被清除,此时子线程依然会持续打印`
`while` `(!Thread.interrupted()` `||` `!Thread.currentThread().isInterrupted())` `{`
` System.out.println("子线程打印");`
`}`
`});`
` thread.start();`
` Thread.sleep(10);`
` thread.interrupt();`
`}`
`}`
`
2. 基本概念
2.1 变量分类
状态变量 (State Variable) :即类的实例变量,非共享的静态变量。
共享变量 (Shared Variable) : 即可以被多个线程共同访问的变量。
2.2 竞态
如果多个线程并发的操作共享变量,并且这些操作不全是只读操作,那么它们彼此之间就会存在竞争,这种状态就称为竞态。由于竞态的存在,此时可能存在一个类在单线程的环境下能够正常运转,但在多线程的环境下却运行出错,此时就称这个类是线程不安全的。
public` `class` `J1_ThreadUnsafe` `{`
`private` `static int i =` `0;`
`public` `static` `void` `main(String[] args) throws InterruptedException {`
` IncreaseTask task =` `new` `IncreaseTask();`
` Thread thread1 =` `new` `Thread(task);`
` Thread thread2 =` `new` `Thread(task);`
` thread1.start();`
` thread2.start();`
`// 等待线程结束再打印返回值`
` thread1.join();`
` thread2.join();`
` System.out.println(i);` `// 线程不安全,输出总是小于:200000`
`}`
`static` `class` `IncreaseTask` `implements` `Runnable` `{`
`@Override`
`public` `void` `run()` `{`
`for` `(int j =` `0; j <` `100000; j++)` `{`
`inc();`
`}`
`}`
`private` `void` `inc()` `{`
` i++;`
`}`
`}`
`}