Java多线程(一)—线程的生命周期和创建

淩亂°似流年 2023-01-08 02:21 192阅读 0赞

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### 文章目录 ###

*   *   *   *   *  进程和线程的区别
                 *  线程的生命周期
                 *   *  新建和就绪
                     *  运行和阻塞
                     *  线程死亡
                 *  创建线程三种方法
                 *   *  通过继承Thread类创建
                     *  通过\`Runnable\`接口创建
                     *  使用\`Callable\`和\`Future\`创建
                 *  三种方式的对比

##### 进程和线程的区别 #####

当一个程序进入内存运行，就变成一个进程，`进程是系统进行资源分配和调度的最小单位`，具有独立性，动态性和并发性。这里需要说明一点：并发性(concurrency)和并行性(parallel)两个概念，并发是指同一时间只能有一个指令被执行，多个进程指令被快速轮换执行；并行指多条执行同时在多个处理器上被执行。

多线程指一个进程同时并发处理多个任务，线程是进程的执行单元。进程被初始化后，主线程就被创建，同时还可以创建多个顺序执行流，这些执行流就是线程，线程之间相互独立。线程可以拥有堆栈，变量等，与其他线程共享该进程所有的资源，线程的调度管理由进程本身来完成。

##### 线程的生命周期 #####

线程有五种状态，新建，就绪，运行，阻塞，死亡五种。

###### 新建和就绪 ######

使用`new`创建一个线程后，线程处于新建状态，和对象一样由虚拟机分配内存，并初始化成员变量的值。当调用了`start()`方法后，线程处于就绪状态，虚拟机为其创建方法调用栈和程序计数器，然而线程并没有开始运行，何时运行则取决于JVM的线程调度器的调度。

如果不调用`start()`方法，而是直接执行`run()`方法，则其他线程无法并发执行，相当于执行了一个普通方法，而不是线程执行体。对于新建状态的线程，只能调用`start()`方法。

###### 运行和阻塞 ######

当一个线程获得CPU资源时，开始执行`run()`的线程执行体，它不可能一直处于运行状态，需要被中断让其它线程获得执行机会。线程的调度取决于底层平台所采用的策略，如抢占式策略，系统给每个线程一小段时间处理任务，之后会剥夺资源给其他线程，在选择线程时，系统会考虑线程的优先级。

当线程主动放弃了所占用的资源时，会进入阻塞状态，一般有如下情况：

*  调用了`sleep()`主动放弃
 *  线程调用了阻塞式IO方法，该方法返回前被阻塞
 *  试图获得一个被其他线程拥有的同步监视器
 *  等待通知
 *  程序调用`suspend()`方法挂起线程(容易导致死锁)

被阻塞后需要重新进入就绪状态，等待线程调度器的调用。当发生以下情况线程可重新进入就绪状态：

*  `sleep()`方法结束
 *  阻塞式的IO方法已返回
 *  成功获得同步监视器
 *  等待通知时，收到其他线程的通知
 *  被挂起后调用了`resume()`方法恢复

线程进入阻塞后只能回到就绪状态，而就绪和运行状态的转换不受程序控制，由线程调度决定。

###### 线程死亡 ######

线程会以三种方式结束：

*  run方法或call方法执行完成
 *  线程抛出未捕获的异常或错误
 *  调用线程的`stop()`结束(会产生死锁)

注意，主线程结束即死亡后，其他线程不受影响，它们和主线程有同样地位。要测线程死没死，可以调用线程的`isAlive()`方法，当处于`就绪`，`运行`,`阻塞`状态时，返回`true`；否则返回`false`，新建也不例外。当线程死亡后就回不来了，不能重新启动。

##### 创建线程三种方法 #####

线程对象必须是Thread类或其子类的实例。

###### 通过继承Thread类创建 ######

1.  定义子类，重写run方法。run方法体就代表线程需要完成的任务，也叫线程执行体。
2.  创建Thread子类的实例，即创建了线程对象。
3.  调用对象的`start()`方法启动。

注意，程序至少创建一个主线程，其线程执行体不是run方法，而是`main()`方法。

有三个方法需要介绍：

*  `Thread.currentThread()`：Thread类的静态方法，返回正在执行的线程对象
 *  `getName()`：Thread类的实例方法，可返回线程对象的名字。
 *  `setName(String name)`：设置线程的名字。

###### 通过`Runnable`接口创建 ######

1.  定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run方法。
2.  创建实现类的实例，以该实例来创建线程对象。
3.  调用`start()`方法。

//MyThread为实现Runnable接口的类
    MyThread t = new MyThread();
    new Thread(t,"runnable实现的线程").start();

实现类的run方法仅作为线程执行体，线程对象则负责执行run方法。通过实现`Runable`接口，在run方法中获得线程对象，则必须使用`Thread.currentThread()`方法，而通过继承方法的线程类，直接使用this即可获得线程对象。

###### 使用`Callable`和`Future`创建 ######

Java5开始提供了一个`Callable`函数式接口，接口提供了一个`call()`方法作为线程执行体，它不像run方法，call方法有返回值，而且可以声明抛出异常。然而`Callable`接口不是`Runnable`的子接口，所以不能用来直接创建线程对象。

`Future`接口代表`Callable`接口里call方法的返回值，Java为Future接口提供了`FutureTask`实现类，该类实现了`Future`接口，还实现了`Runnable`接口，可以用来创建new线程对象，接口里有几个公共方法来控制它关联的`Callable`任务。比如`V get()`方法，返回Callable任务里call方法的返回值，该方法将导致阻塞，等线程结束才返回。

1.  创建`Callable`实现类，并实现call方法，再创建实现类的实例，该call方法将作为线程执行体。
2.  使用`FutureTask`类包装Callable对象。
3.  使用`FutureTask`对象作为target，创建线程对象。
4.  调用`FutureTask`对象的get方法获得子线程执行完后的返回值。

使用Lambda表达式直接创建`Callable`对象，无需先创建实现类，再创建`Callable`对象。

##### 三种方式的对比 #####

线程类继承了Thread类，不能再继承其他父类，并且不能共享实例变量，但访问当前线程简单；而通过接口的方式可以共享实例变量，还可以继承其他类，但是比较繁琐，访问当前线程对象需要使用`Thread.currentThread()`。以上就是线程的简单介绍和创建，希望有所帮助！

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