Java 并发：学习Thread 类

今天药忘吃喽~ 2023-08-17 17:08 113阅读 0赞

Java 中 Thread类 的各种操作与线程的生命周期密不可分，了解线程的生命周期有助于对Thread类中的各方法的理解。一般来说，线程从最初的创建到最终的消亡，要经历创建、就绪、运行、阻塞 和 消亡 五个状态（想要了解线程进程的关系可以参考[《Java并发背景》][Java]）。在线程的生命周期中，上下文切换通过存储和恢复CPU状态使得其能够从中断点恢复执行。结合 线程生命周期，本文最后详细介绍了 Thread 各常用 API。特别地，在介绍会导致线程进入Waiting状态(包括Timed Waiting状态)的相关API时，在这里特别关注两个问题：

*  客户端调用该API后，是否会释放锁(如果此时拥有锁的话)；
 *  客户端调用该API后，是否会交出CPU(一般情况下，线程进入Waiting状态(包括Timed Waiting状态)时都会交出CPU)；

## 一. 线程的生命周期 ##

Java 中 Thread类 的具体操作与线程的生命周期密不可分，了解线程的生命周期有助于对Thread类中的各方法的理解。

在 Java虚拟机 中，线程从最初的创建到最终的消亡，要经历若干个状态：创建(new)、就绪(runnable/start)、运行(running)、阻塞(blocked)、等待(waiting)、时间等待(time waiting) 和 消亡(dead/terminated)。

当我们需要线程来执行某个子任务时，就必须先创建一个线程。但是线程创建之后，不会立即进入就绪状态，因为线程的运行需要一些条件（比如程序计数器、Java栈、本地方法栈等），只有线程运行需要的所有条件满足了，才进入就绪状态。当线程进入就绪状态后，不代表立刻就能获取CPU执行时间，也许此时CPU正在执行其他的事情，因此它要等待。当得到CPU执行时间之后，线程便真正进入运行状态。线程在运行状态过程中，可能有多个原因导致当前线程不继续运行下去，比如用户主动让线程睡眠（睡眠一定的时间之后再重新执行）、用户主动让线程等待，或者被同步块阻塞，此时就对应着多个状态：time waiting（睡眠或等待一定的时间）、waiting（等待被唤醒）、blocked（阻塞）。当由于突然中断或者子任务执行完毕，线程就会被消亡。

实际上，Java只定义了六种线程状态，分别是 New, Runnable, Waiting，Timed Waiting、Blocked 和 Terminated。为形象表达线程从创建到消亡之间的状态，下图将Runnable状态分成两种状态：正在运行状态和就绪状态.

![1408728-20190829210510453-672183306.png][]

## 二. 上下文切换 ##

以单核CPU为例，CPU在一个时刻只能运行一个线程。CPU在运行一个线程的过程中，转而去运行另外一个线程，这个叫做线程 上下文切换（对于进程也是类似）。

由于可能当前线程的任务并没有执行完毕，所以在切换时需要保存线程的运行状态，以便下次重新切换回来时能够紧接着之前的状态继续运行。举个简单的例子：比如，一个线程A正在读取一个文件的内容，正读到文件的一半，此时需要暂停线程A，转去执行线程B，当再次切换回来执行线程A的时候，我们不希望线程A又从文件的开头来读取。

因此需要记录线程A的运行状态，那么会记录哪些数据呢？因为下次恢复时需要知道在这之前当前线程已经执行到哪条指令了，所以需要记录程序计数器的值，另外比如说线程正在进行某个计算的时候被挂起了，那么下次继续执行的时候需要知道之前挂起时变量的值时多少，因此需要记录CPU寄存器的状态。所以，一般来说，线程上下文切换过程中会记录程序计数器、CPU寄存器状态等数据。

实质上， 线程的上下文切换就是存储和恢复CPU状态的过程，它使得线程执行能够从中断点恢复执行，这正是有程序计数器所支持的。

虽然多线程可以使得任务执行的效率得到提升，但是由于在线程切换时同样会带来一定的开销代价，并且多个线程会导致系统资源占用的增加，所以在进行多线程编程时要注意这些因素。

## 三. 线程的创建 ##

在 Java 中，创建线程去执行子任务一般有两种方式：继承 Thread 类和实现 Runnable 接口。其中，Thread 类本身就实现了 Runnable 接口，而使用继承 Thread 类的方式创建线程的最大局限就是不支持多继承。特别需要注意两点，

*  实现多线程必须重写run()方法，即在run()方法中定义需要执行的任务;
 *  run()方法不需要用户来调用。

代码:

public class ThreadTest {
        public static void main(String[] args) {
    
            //使用继承Thread类的方式创建线程
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("Thread");
                }
            }.start();
    
            //使用实现Runnable接口的方式创建线程
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("Runnable");
                }
            });
            thread.start();
    
            //JVM 创建的主线程 main
            System.out.println("main");
        }
    }
    /* Output: (代码的运行结果与代码的执行顺序或调用顺序无关)
            Thread
            main
            Runnable
     */

创建好自己的线程类之后，就可以创建线程对象了，然后通过start()方法去启动线程。注意，run() 方法中只是定义需要执行的任务，并且其不需要用户来调用。当通过start()方法启动一个线程之后，若线程获得了CPU执行时间，便进入run()方法体去执行具体的任务。如果用户直接调用run()方法，即相当于在主线程中执行run()方法，跟普通的方法调用没有任何区别，此时并不会创建一个新的线程来执行定义的任务。实际上，start()方法的作用是通知 “线程规划器” 该线程已经准备就绪，以便让系统安排一个时间来调用其 run()方法，也就是使线程得到运行。Thread 类中的 run() 方法定义为：

/* What will be run. */
 private Runnable target; // 类 Thread 的成员
 
 /**
 * If this thread was constructed using a separate <code>Runnable</code> run object, 
 * then that <code>Runnable</code> object's <code>run</code> method is called; otherwise, 
 * this method does nothing and returns. 
 * 
 * Subclasses of <code>Thread</code> should override this method. 
 *
 */
 public void run() {
 if (target != null) {
 target.run();
 }
 }

## 四. Thread 类详解 ##

Thread 类实现了 Runnable 接口，在 Thread 类中，有一些比较关键的属性，比如name是表示Thread的名字，可以通过Thread类的构造器中的参数来指定线程名字，priority表示线程的优先级（最大值为10，最小值为1，默认值为5），daemon表示线程是否是守护线程，target表示要执行的任务。

(只截取前部分Thread类)

public class Thread implements Runnable {
 /* Make sure registerNatives is the first thing <clinit> does. */
 private static native void registerNatives();
 static {
 registerNatives();
 }
 
 private volatile String name;
 private int priority;
 private Thread threadQ;
 private long eetop;
 
 /* Whether or not to single_step this thread. */
 private boolean single_step;
 
 /* Whether or not the thread is a daemon thread. */
 private boolean daemon = false;
 
 /* JVM state */
 private boolean stillborn = false;
 
 /* What will be run. */
 private Runnable target;
 
 /* The group of this thread */
 private ThreadGroup group;
 
 /* The context ClassLoader for this thread */
 private ClassLoader contextClassLoader;

1、与线程运行状态有关的方法

1) start 方法

start() 用来启动一个线程，当调用该方法后，相应线程就会进入就绪状态，该线程中的run()方法会在某个时机被调用。

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，一旦线程获得了CPU执行时间，便进入run()方法体去执行具体的任务。注意，创建线程时必须重写run()方法，以定义具体要执行的任务。

/**
 * If this thread was constructed using a separate
 * <code>Runnable</code> run object, then that
 * <code>Runnable</code> object's <code>run</code> method is called;
 * otherwise, this method does nothing and returns.
 * 
 * Subclasses of <code>Thread</code> should override this method.该方法需要重写
 *
 * @see #start()
 * @see #stop()
 * @see #Thread(ThreadGroup, Runnable, String)
 */
 @Override
 public void run() {
 if (target != null) {
 target.run();
 }
 }

上诉代码时Thread类中的run()方法的默认实现,其中target是Thread类的成员对象,是Runnable类型,通过Thread的构造函数进行赋值,实例化.

一般来说，有两种方式可以达到重写run()方法的效果：

*  直接重写：直接继承Thread类并重写run()方法；
 *  间接重写：通过Thread构造函数传入Runnable对象 (注意，实际上重写的是 Runnable对象 的run() 方法)。

3）sleep 方法

方法 sleep() 的作用是在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程（即 currentThread() 方法所返回的线程）睡眠，并交出 CPU 让其去执行其他的任务。当线程睡眠时间满后，不一定会立即得到执行，因为此时 CPU 可能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。该方法有如下两条特征：

*  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；
 *  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。

/**
 * Causes the currently executing thread to sleep (temporarily cease
 * execution) for the specified number of milliseconds, subject to
 * the precision and accuracy of system timers and schedulers. The thread * does not lose ownership of any monitors. 
 *
 * @param millis
 * the length of time to sleep in milliseconds
 *
 * @throws IllegalArgumentException
 * if the value of {
 @code millis} is negative
 *
 * @throws InterruptedException
 * if any thread has interrupted the current thread. The * interrupted status of the current thread is * cleared when this exception is thrown. */
 public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;

4）yield 方法

调用 yield()方法会让当前线程交出CPU资源，让CPU去执行其他的线程。但是，yield()不能控制具体的交出CPU的时间。需要注意的是，

*  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；
 *  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，它只需要等待重新得到 CPU 的执行；
 *  它同样不会释放锁。

/**
 * A hint to the scheduler that the current thread is willing to yield
 * its current use of a processor. The scheduler is free to ignore this
 * hint.
 *
 * Yield is a heuristic attempt to improve relative progression
 * between threads that would otherwise over-utilise a CPU. Its use
 * should be combined with detailed profiling and benchmarking to
 * ensure that it actually has the desired effect.
 *
 * It is rarely appropriate to use this method. It may be useful
 * for debugging or testing purposes, where it may help to reproduce
 * bugs due to race conditions. It may also be useful when designing
 * concurrency control constructs such as the ones in the
 * {
 @link java.util.concurrent.locks} package.
 */
 public static native void yield();

代码演示:

public class MyThread extends Thread {
 
 @Override
 public void run() {
 long beginTime = System.currentTimeMillis();
 int count = 0;
 for (int i = 0; i < 50000; i++) {
 Thread.yield(); // 将该语句注释后，执行会变快
 count = count + (i + 1);
 }
 long endTime = System.currentTimeMillis();
 System.out.println("用时：" + (endTime - beginTime) + "毫秒！");
 }
 
 public static void main(String[] args) {
 MyThread thread = new MyThread();
 thread.start();
 }
 }

5）join 方法  
　  
　　假如在main线程中调用thread.join方法，则main线程会等待thread线程执行完毕或者等待一定的时间。详细地，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。join()方法有三个重载版本：

public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {...}
    public final synchronized void join(long millis, int nanos) throws InterruptedException {...}
    public final void join() throws InterruptedException {...}

以 join(long millis) 方法为例，其内部调用了Object的wait()方法，如下代码:

public final synchronized void join(long millis)
 throws InterruptedException {
 long base = System.currentTimeMillis();
 long now = 0;
 
 if (millis < 0) {
 throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
 }
 
 if (millis == 0) {
 while (isAlive()) {
 wait(0);
 }
 } else {
 while (isAlive()) {
 long delay = millis - now;
 if (delay <= 0) {
 break;
 }
 wait(delay);
 now = System.currentTimeMillis() - base;
 }
 }
 }

根据以上源代码可以看出，join()方法是通过wait()方法 (Object 提供的方法) 实现的。当 millis == 0 时，会进入 while(isAlive()) 循环，并且只要子线程是活的，宿主线程就不停的等待。 wait(0) 的作用是让当前线程(宿主线程)等待，而这里的当前线程是指 Thread.currentThread() 所返回的线程。所以，虽然是子线程对象(锁)调用wait()方法，但是阻塞的是宿主线程。

看下面的例子，当 main线程 运行到 thread1.join() 时，main线程会获得线程对象thread1的锁(wait 意味着拿到该对象的锁)。只要 thread1线程 存活， 就会调用该对象锁的wait()方法阻塞 main线程，直至 thread1线程 退出才会使 main线程 得以继续执行。

public class Test {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException  {
            System.out.println("进入线程"+Thread.currentThread().getName());
            Test test = new Test();
            MyThread thread1 = test.new MyThread();
            thread1.start();
            try {
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"等待");
                thread1.join();
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"继续执行");
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        } 
    
        class MyThread extends Thread{
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("进入线程"+Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.currentThread().sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO: handle exception
                }
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
            }
        }
    }
    /* Output:
            进入线程main
            线程main等待
            进入线程Thread-0
            线程Thread-0执行完毕
            线程main继续执行
     */

看上面的例子，当 main线程 运行到 thread1.join() 时，main线程会获得线程对象thread1的锁(wait 意味着拿到该对象的锁)。只要 thread1线程 存活， 就会调用该对象锁的wait()方法阻塞 main线程。那么，main线程被什么时候唤醒呢？事实上，有wait就必然有notify。在整个jdk里面，我们都不会找到对thread1线程的notify操作。这就要看jvm代码了：

作者：cao
    链接：https://www.zhihu.com/question/44621343/answer/97640972
    来源：知乎
    
    //一个c++函数：
    void JavaThread::exit(bool destroy_vm, ExitType exit_type) ；
    
    //这个函数的作用就是在一个线程执行完毕之后，jvm会做的收尾工作。里面有一行代码：ensure_join(this);
    
    该函数源码如下：
    
    static void ensure_join(JavaThread* thread) {
        Handle threadObj(thread, thread->threadObj());
    
        ObjectLocker lock(threadObj, thread);
    
        thread->clear_pending_exception();
    
        java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED);
    
        java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL);
    
        //thread就是当前线程，就是刚才说的thread1线程。
        lock.notify_all(thread);
    
        thread->clear_pending_exception();
    }

至此，thread1线程对象锁调用了notifyall，那么main线程也就能继续跑下去了。

由于 join方法 会调用 wait方法 让宿主线程进入阻塞状态，并且会释放线程占有的锁，并交出CPU执行权限。结合 join 方法的声明，有以下三条：

*  join方法同样会会让线程交出CPU执行权限；
 *  join方法同样会让线程释放对一个对象持有的锁；
 *  如果调用了join方法，必须捕获InterruptedException异常或者将该异常向上层抛出。

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，也就是说，它可以用来中断一个正处于阻塞状态的线程；另外，通过 interrupted()方法 和 isInterrupted()方法 可以停止正在运行的线程。interrupt 方法在 JDK 中的定义为：

public void interrupt() {
            if (this != Thread.currentThread())
                checkAccess();
    
            synchronized (blockerLock) {
                Interruptible b = blocker;
                if (b != null) {
                    interrupt0();           // Just to set the interrupt flag
                    b.interrupt(this);
                    return;
                }
            }
            interrupt0();
        }

interrupted() 和 isInterrupted()方法在 JDK 中的定义分别为：

/**
 * Tests whether the current thread has been interrupted. The
 * interrupted status of the thread is cleared by this method. In
 * other words, if this method were to be called twice in succession, the
 * second call would return false (unless the current thread were
 * interrupted again, after the first call had cleared its interrupted
 * status and before the second call had examined it).
 *
 * A thread interruption ignored because a thread was not alive
 * at the time of the interrupt will be reflected by this method
 * returning false.
 *
 * @return <code>true</code> if the current thread has been interrupted;
 * <code>false</code> otherwise.
 * @see #isInterrupted()
 * @revised 6.0
 */
 public static boolean interrupted() {
 return currentThread().isInterrupted(true);
 }
 
 /**
 * Tests whether this thread has been interrupted. The interrupted
 * status of the thread is unaffected by this method.
 *
 * A thread interruption ignored because a thread was not alive
 * at the time of the interrupt will be reflected by this method
 * returning false.
 *
 * @return <code>true</code> if this thread has been interrupted;
 * <code>false</code> otherwise.
 * @see #interrupted()
 * @revised 6.0
 */
 public boolean isInterrupted() {
 return isInterrupted(false);
 }

*  interrupted()是静态方法,作用对象:currentThread()方法所返回的线程
 *  isInterrupted()实例方法,作用对象:本Tread对象

看下面的例子:

public class Test {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException  {
            Test test = new Test();
            MyThread thread = test.new MyThread();
            thread.start();
            try {
                Thread.currentThread().sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
    
            }
            thread.interrupt();
        } 
    
        class MyThread extends Thread{
            @Override
            public void run() {
                try {
                    System.out.println("进入睡眠状态");
                    Thread.currentThread().sleep(10000);
                    System.out.println("睡眠完毕");
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("得到中断异常");
                }
                System.out.println("run方法执行完毕");
            }
        }
    }/* Output:
            进入睡眠状态
            得到中断异常
            run方法执行完毕
     */

从这里可以看出，通过interrupt方法可以中断处于阻塞状态的线程。那么能不能中断处于非阻塞状态的线程呢？看下面这个例子：

运行该程序会发现，while循环会一直运行直到变量i的值超出Integer.MAX\_VALUE。所以说，直接调用interrupt() 方法不能中断正在运行中的线程。但是，如果配合 isInterrupted()/interrupted() 能够中断正在运行的线程，因为调用interrupt()方法相当于将中断标志位置为true，那么可以通过调用isInterrupted()/interrupted()判断中断标志是否被置位来中断线程的执行。比如下面这段代码：

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 volatile 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。例如：

class MyThread extends Thread{
            private volatile boolean isStop = false;
            @Override
            public void run() {
                int i = 0;
                while(!isStop){
                    i++;
                }
            }
    
            public void setStop(boolean stop){
                this.isStop = stop;
            }
        }

那么，就可以在外面通过调用setStop方法来终止while循环。

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、线程的暂停与恢复

1) 线程的暂停、恢复方法在 JDK 中的定义

暂停线程意味着此线程还可以恢复运行。在 Java 中，我可以使用 suspend() 方法暂停线程，使用 resume() 方法恢复线程的执行，但是这两个方法已被废弃，因为它们具有固有的死锁倾向。如果目标线程挂起时在保护关键系统资源的监视器上保持有锁，则在目标线程重新开始以前，任何线程都不能访问该资源。如果重新开始目标线程的线程想在调用 resume 之前锁定该监视器，则会发生死锁。

实例方法 suspend() 在类Thread中的定义和实例方法 resume() 在类Thread中的定义：

/**
 * Suspends this thread.
 * 
 * First, the <code>checkAccess</code> method of this thread is called
 * with no arguments. This may result in throwing a
 * <code>SecurityException </code>(in the current thread).
 * 
 * If the thread is alive, it is suspended and makes no further
 * progress unless and until it is resumed.
 *
 * @exception SecurityException if the current thread cannot modify
 * this thread.
 * @see #checkAccess
 * @deprecated This method has been deprecated, as it is
 * inherently deadlock-prone. If the target thread holds a lock on the
 * monitor protecting a critical system resource when it is suspended, no
 * thread can access this resource until the target thread is resumed. If
 * the thread that would resume the target thread attempts to lock this
 * monitor prior to calling <code>resume</code>, deadlock results. Such
 * deadlocks typically manifest themselves as "frozen" processes.
 * For more information, see
 * <a href="{@docRoot}/../technotes/guides/concurrency/threadPrimitiveDeprecation.html">Why
 * are Thread.stop, Thread.suspend and Thread.resume Deprecated?</a>.
 */
 @Deprecated
 public final void suspend() {
 checkAccess();
 suspend0();
 }
 
 /**
 * Resumes a suspended thread.
 * 
 * First, the <code>checkAccess</code> method of this thread is called
 * with no arguments. This may result in throwing a
 * <code>SecurityException</code> (in the current thread).
 * 
 * If the thread is alive but suspended, it is resumed and is * permitted to make progress in its execution.
 *
 * @exception SecurityException if the current thread cannot modify this
 * thread.
 * @see #checkAccess
 * @see #suspend()
 * @deprecated This method exists solely for use with {
 @link #suspend},
 * which has been deprecated because it is deadlock-prone.
 * For more information, see
 * <a href="{@docRoot}/../technotes/guides/concurrency/threadPrimitiveDeprecation.html">Why
 * are Thread.stop, Thread.suspend and Thread.resume Deprecated?</a>.
 */
 @Deprecated
 public final void resume() {
 checkAccess();
 resume0();
 }

2) 死锁

具体地，在使用 suspend 和 resume 方法时，如果使用不当，极易造成公共的同步对象的独占，使得其他线程无法得到公共同步对象锁，从而造成死锁。下面举两个示例：

// 示例 1
    public class SynchronizedObject {
    
        public synchronized void printString() {        // 同步方法
            System.out.println("Thread-" + Thread.currentThread().getName() + " begins.");
            if (Thread.currentThread().getName().equals("a")) {
                System.out.println("线程a suspend 了...");
                Thread.currentThread().suspend();
            }
            System.out.println("Thread-" + Thread.currentThread().getName() + " is end.");
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
            final SynchronizedObject object = new SynchronizedObject();     // 两个线程使用共享同一个对象
    
            Thread a = new Thread("a") {
                @Override
                public void run() {
                    object.printString();
                }
            };
            a.start();
    
            new Thread("b") {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("thread2 启动了，在等待中(发生“死锁”)...");
                    object.printString();
                }
            }.start();
    
            System.out.println("main 线程睡眠 " + 5 +" 秒...");
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("main 线程睡醒了...");
    
            a.resume();
            System.out.println("线程 a resume 了...");
        }
    }/* Output:
            Thread-a begins.
            线程a suspend 了...
            thread2 启动了，在等待中(发生死锁)...
            main 线程睡眠 5 秒...
            main 线程睡醒了...
            线程 a resume 了...
            Thread-a is end.
            Thread-b begins.
            Thread-b is end.
     */

在示例 2 中，特别要注意的是，println() 方法实质上是一个同步方法。如果 thread 线程刚好在执行打印语句时被挂起，那么将会导致 main线程中的字符串 “main end!” 迟迟不能打印。其中，println() 方法定义如下：

![1408728-20190829215206298-364754112.png][]

// 示例 2
    public class MyThread extends Thread {
    
        private long i = 0;
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                i++;
                System.out.println(i);
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                MyThread thread = new MyThread();
                thread.start();
                Thread.sleep(1);
                thread.suspend();
                System.out.println("main end!");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

2、线程常用操作

1)、获得代码调用者信息

currentThread() 方法返回代码段正在被哪个线程调用的信息。其在 Thread类 中定义如下：

public class CountOperate extends Thread {
    
        public CountOperate() {
            super("Thread-CO");     // 线程 CountOperate 的名字
            System.out.println("CountOperate---begin");
            System.out.println("Thread.currentThread().getName()="
                    + Thread.currentThread().getName());        
            System.out.println("this.getName()=" + this.getName());       
            System.out.println("CountOperate---end");
        }
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("run---begin");
            System.out.println("Thread.currentThread().getName()="
                    + Thread.currentThread().getName());    
            System.out.println("this.getName()=" + this.getName());    
            System.out.println("run---end");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            CountOperate c = new CountOperate();
            Thread t1 = new Thread(c);
            t1.setName("A");
            t1.start();         
            c.start();         
        }
    }/* Output:(输出结果不唯一)
            CountOperate---begin                             ....... 行 1
            Thread.currentThread().getName()=main            ....... 行 2
            this.getName()=Thread-CO                         ....... 行 3
            CountOperate---end                               ....... 行 4
            run---begin                                      ....... 行 5
            Thread.currentThread().getName()=A               ....... 行 6
            run---begin                                      ........行 7
            Thread.currentThread().getName()=Thread-CO       ....... 行 8
            this.getName()=Thread-CO                         ....... 行 9
            run---end                                        ....... 行 10
            this.getName()=Thread-CO                         ....... 行 11
            run---end                                        ....... 行 12
     */

首先来看前四行的输出。我们知道 CountOperate 继承了 Thread 类，那么 CountOperate 就得到了 Thread类的所有非私有属性和方法。CountOperate 构造方法中的 super(“Thread-CO”);意味着调用了父类Thread的构造器Thread(String name)，也就是为 CountOperate线程 赋了标识名。由于该构造方法是由main()方法调用的，因此此时 Thread.currentThread() 返回的是main线程；而 this.getName() 返回的是CountOperate线程的标识名。

其次，在main线程启动了t1线程之后，CPU会在某个时机执行类CountOperate的run()方法。此时，Thread.currentThread() 返回的是t1线程，因为是t1线程的启动使run()方法得到了执行；而 this.getName() 返回的仍是CountOperate线程的标识名，因为此时this指的是传进来的CountOperate对象(具体原因见上面对run()方法的介绍)，由于它本身也是一个线程对象，所以可以调用getName()得到相应的标识名。

在main线程启动了CountOperate线程之后，CPU也会在某个时机执行类该线程的run()方法。此时，Thread.currentThread() 返回的是CountOperate线程，因为是CountOperate线程的启动使run()方法得到了执行；而 this.getName() 返回的仍是CountOperate线程的标识名，因为此时this指的就是刚刚创建的CountOperate对象本身，所以得到的仍是 “Thread-CO ”。

2）、判断线程是否处于活动状态

方法 isAlive() 的功能是判断调用该方法的线程是否处于活动状态。其中，活动状态指的是线程已经 start (无论是否获得CPU资源并运行) 且尚未结束。

/**
 * Tests if this thread is alive. A thread is alive if it has
 * been started and has not yet died.
 *
 * @return <code>true</code> if this thread is alive;
 * <code>false</code> otherwise.
 */
 public final native boolean isAlive();

下面的例子给出了 isAlive() 方法的使用方式：

public class CountOperate extends Thread {
    
        public CountOperate() {
            System.out.println("CountOperate---begin");
    
            System.out.println("Thread.currentThread().getName()="
                    + Thread.currentThread().getName());        // main
            System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()="
                    + Thread.currentThread().isAlive());        // true
    
            System.out.println("this.getName()=" + this.getName());         // Thread-0
            System.out.println("this.isAlive()=" + this.isAlive());         // false
    
            System.out.println("CountOperate---end");
        }
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("run---begin");
    
            System.out.println("Thread.currentThread().getName()="
                    + Thread.currentThread().getName());        // A
            System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()="
                    + Thread.currentThread().isAlive());        // true
    
            System.out.println("this.getName()=" + this.getName());     // Thread-0
            System.out.println("this.isAlive()=" + this.isAlive());     // false
    
            System.out.println("run---end");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            CountOperate c = new CountOperate();
            Thread t1 = new Thread(c);
            System.out.println("main begin t1 isAlive=" + t1.isAlive());        // false
            t1.setName("A");
            t1.start();
            System.out.println("main end t1 isAlive=" + t1.isAlive());      // true
        }
    }

3)、获取线程唯一标识

方法 getId() 的作用是取得线程唯一标识，由JVM自动给出。

/**
 * Returns the identifier of this Thread. The thread ID is a positive
 * <tt>long</tt> number generated when this thread was created.
 * The thread ID is unique and remains unchanged during its lifetime.
 * When a thread is terminated, this thread ID may be reused.
 *
 * @return this thread's ID.
 * @since 1.5
 */
 public long getId() {
 return tid;
 }

// 示例
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread runThread = Thread.currentThread();
            System.out.println(runThread.getName() + " " + runThread.getId());
        }
    }/* Output:
            main 1
     */

4)、getName和setName

用来得到或者设置线程名称。如果我们不手动设置线程名字，JVM会为该线程自动创建一个标识名，形式为： Thread-数字。

5)、getPriority和setPriority

在操作系统中，线程可以划分优先级，优先级较高的线程得到的CPU资源较多，也就是CPU优先执行优先级较高的线程。设置线程优先级有助于帮助 “线程规划器” 确定在下一次选择哪个线程来获得CPU资源。特别地，在 Java 中，线程的优先级分为 1 ~ 10 这 10 个等级，如果小于 1 或大于 10，则 JDK 抛出异常 IllegalArgumentException ，该异常是 RuntimeException 的子类，属于不受检异常。JDK 中使用 3 个常量来预置定义优先级的值，如下：

public static final int MIN_PRIORITY = 1; 
    public static final int NORM_PRIORITY = 5; 
    public static final int MAX_PRIORITY = 10;

在 Thread类中，方法 setPriority() 的定义为：

public final void setPriority(int newPriority) {
 ThreadGroup g;
 checkAccess();
 if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) {
 throw new IllegalArgumentException();
 }
 if((g = getThreadGroup()) != null) {
 if (newPriority > g.getMaxPriority()) {
 newPriority = g.getMaxPriority();
 }
 setPriority0(priority = newPriority);
 }
 }

(1). 线程优先级的继承性

在 Java 中，线程的优先级具有继承性，比如 A 线程启动 B 线程， 那么 B 线程的优先级与 A 是一样的。

class MyThread2 extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("MyThread2 run priority=" + this.getPriority());
        }
    }
    
    public class MyThread1 extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("MyThread1 run priority=" + this.getPriority());
            MyThread2 thread2 = new MyThread2();
            thread2.start();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("main thread begin priority="
                    + Thread.currentThread().getPriority());
            Thread.currentThread().setPriority(6);
            System.out.println("main thread end   priority="
                    + Thread.currentThread().getPriority());
            MyThread1 thread1 = new MyThread1();
            thread1.start();
        }
    }/* Output:
            main thread begin priority=5
            main thread end   priority=6
            MyThread1 run priority=6
            MyThread2 run priority=6
     */

(2). 线程优先级的规则性和随机性

线程的优先级具有一定的规则性，也就是CPU尽量将执行资源让给优先级比较高的线程。特别地，高优先级的线程总是大部分先执行完，但并不一定所有的高优先级线程都能先执行完。

6)、守护线程 (Daemon)

在 Java 中，线程可以分为两种类型，即用户线程和守护线程。守护线程是一种特殊的线程，具有“陪伴”的含义：当进程中不存在非守护线程时，则守护线程自动销毁，典型的守护线程就是垃圾回收线程。任何一个守护线程都是整个JVM中所有非守护线程的保姆，只要当前JVM实例中存在任何一个非守护线程没有结束，守护线程就在工作；只有当最后一个非守护线程结束时，守护线程才随着JVM一同结束工作。 在 Thread类中，方法 setDaemon() 的定义为：

/**
 * Marks this thread as either a {
 @linkplain #isDaemon daemon} thread
 * or a user thread. The Java Virtual Machine exits when the only
 * threads running are all daemon threads.
 *
 * This method must be invoked before the thread is started.
 *
 * @param on
 * if {
 @code true}, marks this thread as a daemon thread
 *
 * @throws IllegalThreadStateException
 * if this thread is {
 @linkplain #isAlive alive}
 *
 * @throws SecurityException
 * if {
 @link #checkAccess} determines that the current
 * thread cannot modify this thread
 */
 public final void setDaemon(boolean on) {
 checkAccess();
 if (isAlive()) {
 throw new IllegalThreadStateException();
 }
 daemon = on;
 }

public class MyThread extends Thread {
    
        private int i = 0;
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    i++;
                    System.out.println("i=" + (i));
                    Thread.sleep(1000);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                MyThread thread = new MyThread();
                thread.setDaemon(true);       //设置为守护线程
                thread.start();
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("main 线程结束，也意味着守护线程 thread 将要结束");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }/* Output: (结果不唯一)
            i=1
            i=2
            i=3
            main 线程结束，也意味着守护线程 thread 将要结束
     */

**小结:**

1). 对于上述线程的各项基本操作，其 所操作的对象 满足：

*  若该操作是静态方法，也就是说，该方法属于类而非具体的某个对象，那么该操作的作用对象就是 currentThread() 方法所返回 Thread 对象；
 *  若该操作是实例方法，也就是说，该方法属于对象，那么该操作的作用对象就是调用该方法的 Thread 对象。

2). 对于上述线程的各项基本操作，有：

*  线程一旦被阻塞，就会释放 CPU；
 *  当线程出现异常且没有捕获处理时，JVM会自动释放当前线程占用的锁，因此不会由于异常导致出现死锁现象。
 *  对于一个线程，CPU 的释放 与 锁的释放没有必然联系。

3). Thread类 中的方法调用与线程状态关系如下图：  
![1408728-20190829215933109-1434276184.png][]

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[1408728-20190829210510453-672183306.png]: /images/20230808/f487b27c49774438946cbb22768f9abd.png
[1408728-20190829215206298-364754112.png]: /images/20230808/f8a2221314874ec8b2a69d8592dbb97f.png
[1408728-20190829215933109-1434276184.png]: /images/20230808/d01859df0ab34911904c3c41f189abc4.png