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多线程系列

线程状态

一个线程对象在它的生命周期内，需要经历5个状态。

图11-4线程生命周期图.png

新生状态(New)

用new关键字建立一个线程对象后，该线程对象就处于新生状态。

处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用start方法进入就绪状态。

就绪状态(Runnable)

处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但是还没有被分配到CPU，处于“线程就绪队列”，等待系统为其分配CPU。

就绪状态并不是执行状态，当系统选定一个等待执行的Thread对象后，它就会进入执行状态。一旦获得CPU，线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。有4中原因会导致线程进入就绪状态：

  1. 新建线程：调用start()方法，进入就绪状态;

  2. 阻塞线程：阻塞解除，进入就绪状态;

  3. 运行线程：调用yield()方法，直接进入就绪状态;

  4. 运行线程：JVM将CPU资源从本线程切换到其他线程。

运行状态(Running)

在运行状态的线程执行自己run方法中的代码，直到调用其他方法而终止或等待某资源而阻塞或完成任务而死亡。

如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到就绪状态。也可能由于某些“导致阻塞的事件”而进入阻塞状态。

阻塞状态(Blocked)

阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生(如某资源就绪)。

有4种原因会导致阻塞：

  1. 执行sleep(int millsecond)方法，使当前线程休眠，进入阻塞状态。当指定的时间到了后，线程进入就绪状态。

  2. 执行wait()方法，使当前线程进入阻塞状态。当使用nofity()方法唤醒这个线程后，它进入就绪状态。

  3. 线程运行时，某个操作进入阻塞状态，比如执行IO流操作(read()/write()方法本身就是阻塞的方法)。只有当引起该操作阻塞的原因消失后，线程进入就绪状态。

  4. join()线程联合: 当某个线程等待另一个线程执行结束后，才能继续执行时，使用join()方法

死亡状态(Terminated)

死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有两个:

  1. 正常运行的线程完成了它run()方法内的全部工作

  2. 线程被强制终止，如通过执行stop()或destroy()方法来终止一个线程

    (注：stop()/destroy()方法已经被JDK废弃，不推荐使用)。

当一个线程进入死亡状态以后，就不能再回到其它状态了。

终止线程

终止线程一般不使用JDK提供的stop()/destroy()方法(它们本身也被JDK废弃了)。

通常的做法是提供一个boolean型的终止变量，当这个变量置为false，则终止线程。

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package com.myThread;

public class TestThread implements Runnable{
    String name;
    boolean live = true;// 标记变量，表示线程是否可中止；
    public TestThread(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
    public void run() {
        int i = 0;
        //当live的值是true时，继续线程体；false则结束循环，继而终止线程体；
        while (live) {
            System.out.println(name + (i++));
        }
    }
    public void terminate() {
        live = false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread ttc = new TestThread("线程A:");
        Thread t1 = new Thread(ttc);// 新生状态
        t1.start();// 就绪状态
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("主线程" + i);
        }
        ttc.terminate();
        System.out.println("ttc stop!");
    }
}



该程序中通过主线程控制live的值，当主线程把live置为 false时，run()方法停止执行，子线程终止运行

暂停线程

暂停线程执行常用的方法有sleep()和yield()方法

这两个方法的区别是：

  1. sleep()方法：可以让正在运行的线程进入阻塞状态，直到休眠时间满了，进入就绪状态。

    注意：是休眠期到了后才会进入就绪状态，参与竞争获取CPU使用权

  2. yield()方法：可以让正在运行的线程直接进入就绪状态，让出CPU的使用权。

    注意：由于没有标出让出的时间，所以下一刻就会立即进入竞争获取CPU的就绪状态

join()方法

b.join()可以将一个线程b插入到当前线程a中，这时a线程需要等待b执行完才会继续

线程基本信息获取

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isAlive();
getPriority();	//获取线程优先级，默认为5
setPriority();  //设置线程优先级数值（int）

setName();
getName();

currentThread();			//获得当前线程

注意：优先级低只是意味着获得调度的概率低。并不是绝对先调用优先级高的线程后调用优先级低的线程。

线程同步

线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面的线程使用完毕后，下一个线程再使用。

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突的问题。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突，有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问造成的这种问题。

由于我们可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需针对方法提出一套机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：

  • synchronized 方法
  • synchronized 块

synchronized 方法

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public synchronized void func(int a);

synchronized 方法控制对“对象的类成员变量”的访问：每个对象对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的对象的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。

synchronized块

synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率。

Java 为我们提供了更好的解决办法，那就是 synchronized 块。 块可以让我们精确地控制到具体的“成员变量”，缩小同步的范围，提高效率。

synchronized 块：通过 synchronized关键字来声明synchronized 块，语法如下：

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synchronized(syncObject){ 
　　 //允许访问控制的代码 
}

表示在操控 syncObject时，每次只能控制一次，如果多个线程同时执行到这一条语句，则同一时间只能有一个线程操控syncObject

死锁问题

死锁：

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能进行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。

更新于：2024年9月22日

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