(二)線程生命周期與Java關鍵字

進程與線程

進程是并發(fā)執(zhí)行的程序在執(zhí)行過程中分配和管理資源的基本單位孟害。而進程是線程的容器滓技,一個進程下可以有多個線程谁尸。

線程的生命周期

Thread的生命周期記錄在內(nèi)部的State中:

public enum State {
        NEW,
        RUNNABLE,
        BLOCKED,
        WAITING,
        TIMED_WAITING,
        TERMINATED;
    }

1.新建線程與啟動線程

Thread t = new Thread();
t.start();

2.終止線程

  • Thread.stop()方法可以終止線程箱沦,但是已經(jīng)被標注為廢棄方法耙饰,因為該方法會直接釋放線程持有的鎖,可能會造成鎖維護的對象的不一致狀態(tài)拴签。
  • 安全的退出方法:可以在線程中監(jiān)聽一個狀態(tài)值孝常,需要退出時由線程自己按既定步驟退出。

3.線程中斷

public void Thread.interrupted();  // 中斷線程
public boolean Thread.isInterrupted();  // 判斷線程是否被中斷
public static boolean Thread.interrupted();  // 判斷線程是否被中斷蚓哩,并清除當前中斷狀態(tài)

線程中斷可以用來代替Thread.stop()方法實現(xiàn)主動停止線程构灸。線程中斷并不會使線程立刻退出,而是向線程發(fā)送一個中斷通知岸梨,目標線程接到通知之后如何處理喜颁,完全由目標線程自己決定。

Thread t1 = new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                System.out.println("quit");
                break;
            }
        }
        Thread.yield();  // 讓出自己的時間片給其他線程
    }
};

相對于之前的監(jiān)聽普通標記物的方法曹阔,中斷命令由JDK提供支持半开,可以使Thread.sleep()Object.wait()等方法執(zhí)行時拋出InterruptedException異常赃份。因此更為泛用寂拆。(Thread.sleep()在拋出異常之后會清除中斷狀態(tài),如果需要在捕捉到中斷異常之后檢測中斷狀態(tài)抓韩,還需要重新手動設置中斷狀態(tài))

public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;
public final void wait() throws InterruptedException

4.等待(wait)和通知(notify)

public final void wait() throws InterruptedException
public final native void notify();
public final native void notifyAll();

wait()方法和notify()方法屬于java.lang.Object對象纠永。當在一個對象實例上調(diào)用wait()方法之后,當前線程就會在這個對象上等待谒拴。
如果在線程A中調(diào)用了obj.wait()方法尝江,那么線程A就會停止繼續(xù)執(zhí)行,轉為等待狀態(tài)英上,直到其他線程調(diào)用了obj.notify()方法為止炭序。相當于obj對象成為了線程間通信的媒介啤覆。
當一個線程調(diào)用了obj.wait()方法,那它就會進入obj對象的等待隊列中惭聂,當obj.notify()方法被其他線程調(diào)用時窗声,會喚醒等待隊列中的一個線程,這個喚醒是不公平彼妻、完全隨機的嫌佑。如果調(diào)用的是obj.notifyAll()方法,則會喚醒等待隊列中的所有線程侨歉。
想要使用obj.wait()obj.notify()方法屋摇,必須先使用synchronized獲取obj對象,因為wait()notify()方法執(zhí)行前需要先獲得obj對象的一個監(jiān)視器幽邓,執(zhí)行之后再釋放obj的監(jiān)視器給其他等待中的線程炮温。
Thread.sleep()Object.wait()方法都可以使線程等待若干時間牵舵,除了Object.wait()方法可以被喚醒外柒啤,Object.wait()方法還會釋放obj的鎖,而Thread.sleep()不會釋放任何資源畸颅。

5.掛起(suspend)和繼續(xù)執(zhí)行(resume)

Thread.suspend()同樣可以暫停線程担巩,但是不會釋放線程持有的資源,容易導致系統(tǒng)工作不正常没炒,因此已被標為廢棄涛癌。

6.等待線程結束(join)和謙讓(yeild)

public final void join() throws InterruptedException  // 無限制等待
public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException  // 等待一段時間

當一個線程的執(zhí)行依賴其他線程的執(zhí)行結果時,就需要該線程等待目標線程執(zhí)行結束后再繼續(xù)執(zhí)行送火。要做到這一點拳话,可以使用wait()方法,而Java提供的join()方法同意可以做到种吸。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread();
        t.start();
        t.join();
        System.out.println("Hello World");
    }
}

主線程調(diào)用t.join()方法弃衍,等t線程結束執(zhí)行之后再繼續(xù)執(zhí)行。join()方法本質(zhì)是讓調(diào)用線程wait()方法在當前對象實例上坚俗。JDK中join()方法的實現(xiàn)核心片段如下:

while(isAlive()) {
    wait(0);
}

Thread.yield()方法可以使當前線程讓出CPU資源镜盯,在這之后,該線程會立即加入之后的CPU資源爭奪中猖败,因此仍有可能繼續(xù)執(zhí)行形耗。

public static native void yield();

Java關鍵字

1.volatile

一旦一個共享變量(類的成員變量、類的靜態(tài)成員變量)被volatile修飾之后辙浑,那么就具備了兩層語義:

  • 保證了不同線程對這個變量進行操作時的可見性,即一個線程修改了某個變量的值拟糕,這新值對其他線程來說是立即可見的判呕。
  • 禁止進行指令重排序倦踢。

因此,volatile關鍵字可以保證一個變量的可見性與一定程度上的有序性:

  • 當一個共享變量被volatile修飾時侠草,它會保證修改的值會立即被更新到主存辱挥,當有其他線程需要讀取時,它會去內(nèi)存中讀取新值边涕。
  • volatile變量規(guī)則:對一個變量的寫操作先行發(fā)生于后面對這個變量的讀操作

volatile關鍵字并不能保證操作的原子性晤碘,如果一個變量進行的操作是非原子性的,如自增(++)功蜓,那么即使它是volatile變量园爷,這個操作也是非原子性的。

2.synchronized關鍵字

關鍵字synchronized的作用是實現(xiàn)線程之間的同步式撼。它的工作是對同步的代碼加鎖童社,使得每一次,只能有一個線程進入同步塊著隆,從而保證線程的安全性扰楼。

  • 指定加鎖對象:對給定對象加鎖,進入同步代碼前要獲得給定對象的鎖美浦。
  • 直接作用于實例方法:相當于對當前實例對象加鎖弦赖,進入同步代碼前要獲得當前實例對象的鎖。
  • 直接作用于靜態(tài)方法:相當于對當前類加鎖浦辨,進入同步代碼前要獲得當前類的鎖蹬竖。

除了用于線程同步,確保線程安全外荤牍,關鍵字synchronized還可以保證線程之間的可見性和有序性案腺。

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