線程的介紹

概念：線程是程序的執(zhí)行路徑，每一個線程都有自己的局部變量久妆，程序計數(shù)器晌杰，以及各自的生命周期。

快速啟動一個線程

認識Thread Class類

public static void main(String [] args){
  new Thread(){
    @Override
    public void run(){
        enjoyMusic();    
}
}.start();
 enjoyNews();

public static void enjoyMusic(){
    for(;;){
      System.out.println("我在播放音樂");
  }
}

public static void enjoyNews(){
    for(;;){
        System.out.println("我在看新聞呢!");
}
}
執(zhí)行結果
我在播放音樂和我在看新聞呢筷弦！ 交替輸出
}

使用Jconsole觀察線程

可以使用JDK的Bin目錄下的Jconsole.exe 觀察當前線程的信息

線程的生命周期

問題：線程Thread執(zhí)行了start方法就表示該線程已近執(zhí)行了忙肋演？
下面看線程生命周期圖

線程的生命周期

由以上圖可以知道，線程的生命周期大致可以分為以下五個階段：
NEW
RUNNABLE
RUNNING
BLOCKED
TERMINATED

1.NEW狀態(tài)
當我們new出一個Thread類的時候，此時它并不在執(zhí)行狀態(tài)惋啃，并且它并沒有調用Start方法哼鬓，那么此時線程的狀態(tài)為New监右。
NEW狀態(tài)通過Start 方法進入RUNNABLE 狀態(tài)
2.RUNNABLE狀態(tài)
一個線程new出來之后边灭，通過調用start方法進入RUNNABLE 狀態(tài)，此時線程正在會立即執(zhí)行忙健盒？答案是否定的绒瘦，線程和進程一樣 都要聽命于CPU調度（其實是在等待獲取CPU時間片），此時它只具備可執(zhí)行資格扣癣，但是并沒有真正的執(zhí)行惰帽，
并且線程存在RUNNING 狀態(tài) 不會一下就進入阻塞狀態(tài)(BLOCKED)狀態(tài)和消亡狀態(tài)（TERMINATED），即使是在線程運行期間執(zhí)行父虑，wait,sleep或者其他阻塞該線程的操作该酗，也必須獲得CPU調度的執(zhí)行權 才可以。RUNNABLE 的線程只能進入RUNNING狀態(tài)或者意外終止士嚎。
3.RUNNING 狀態(tài)
一旦CPU輪詢或者其他方式從任務可執(zhí)行隊列中選中了線程呜魄，才能真正的執(zhí)行自己的代碼，正在RUNNING 的線程其實也是RUNNABLE 的莱衩，則反過來不成立爵嗅，在該狀態(tài)中，線程可以發(fā)生如下的狀態(tài)改變笨蚁。

• 直接進入消亡狀態(tài)(TERMINATED),比如執(zhí)行了JDK已近不推薦的Stop方法睹晒。
• 進入阻塞狀態(tài)(BLOCKED) ，如調用了Sleep()方法括细，或者wait方法伪很。
• 進行了阻塞的IO操作，從而網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的讀寫進入了BLOCKED 狀態(tài) 奋单。
• 獲取某個資源是掰，從而加入到改鎖的阻塞隊列 ，從而進入了 BLOCKED狀態(tài)辱匿。
• 由于CPU調度器輪詢使該線程放棄執(zhí)行键痛，進入BLOCKED狀態(tài)。
• 線程主動調用yield,放棄CPU執(zhí)行權匾七，進入BLOCKED狀態(tài)絮短。
  4.BLOCKED狀態(tài)
  BLOCKED狀態(tài)跟RUNNING狀態(tài)類似，可以發(fā)生如下的狀態(tài)改變
• 直接進入消亡狀態(tài)(TERMINATED),比如執(zhí)行了JDK已近不推薦的Stop方法昨忆。
• 線程阻塞的操作結束丁频，比如讀取到了想要讀取的數(shù)據(jù)，進入RUNNABLED狀態(tài)，
• 線程完成了休眠的狀態(tài)席里，進入到了RUNNABLED狀態(tài)
• Wait中的線程被其他線程喚醒(notify,notifyall)叔磷，進入到RUNNABLED狀態(tài)
• 線程獲取到了某個鎖資源，進入到了RUNNABLED狀態(tài)
• 線程在阻塞過程中奖磁，被打斷（調用Interrupt）改基，從而進入到了RUNNABLED狀態(tài)，
  5.TERMINATED 狀態(tài)
  TERMINATED 是一個最終 的狀態(tài)咖为，該線程的狀態(tài)不會有TERMINATED 轉換到其他的狀態(tài)秕狰，進入到TERMINATED 狀態(tài)，意味著該線程的聲明周期結束了躁染，以下操作鸣哀，會讓線程進入TERMINATED 狀態(tài)
• 線程正常結束，進入TERMINATED狀態(tài)
• 線程運行出錯吞彤，意外終止
• JVM Crash 所有線程都結束

線程Start方法剖析

一個線程Thread new 出來之后我衬，重寫run()方法，并且 調用start方法饰恕，進入到了可執(zhí)行狀態(tài)（RUNNABLED）挠羔。那么run方法和start方法究竟是什么關系呢？看源碼

private volatile int threadStatus = 0;
public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         *
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         */
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. */
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }

以上代碼最關鍵的部分是調用了start0()這個方法懂盐，重寫Run方法何時被調用了呢褥赊？在開始一個線程的時候JVM會調用該線程的Run方法，run方法是被JNI方法start0()調用的莉恼，查看源碼我們發(fā)現(xiàn)以下問題：
1.當Thread被構造出new狀態(tài)后拌喉，他的threadStatus 默認為0
2.不能兩次啟動,兩次調用start方法，否則機會拋出IllegalThreadStateException 異常
3.線程啟動會被加入ThreadGroup中俐银，
4.一個線程的生命周期結束尿背，也就是到了TERMINATED 狀態(tài)，再次start方法捶惜，是不被允許的田藐，也就是說TERMINATED 狀態(tài)沒有辦法回到，RUNNABLED/RUNNING狀態(tài)的

Thread t = new Thread(new Runnable() {
    @Override
     public void run() {
      sleep(10);   
    }
   });
 t.start();
 t.start();

上述代碼會拋出 IllegalThreadStateException 異常吱七，我們可以改動一下模擬線程的聲明周期結束汽久。

    Thread t = new Thread(new Runnable() {
    @Override
     public void run() {
      sleep(1);   
    }
   });
    t.start();
     TimeUnit.SECONDS.sleep(2);//休眠是確保thread結束聲明周期
    t.start();//重新激活線程

以上兩個例子都會拋出異常 ，但是意義是不一樣的踊餐，第一個線程不能被啟動兩次景醇，第二個啟動是不被允許的。

模板模式在Thread中的應用

通過上述代碼吝岭，我們不難看出三痰，線程執(zhí)行的業(yè)務邏輯在Run方法內部吧寺，我們用重寫run方法 用start方法啟動線程，其實Thread中的run方法和start是一個比較典型的模板設計模式散劫，父類定義算法結構代碼稚机，子類實現(xiàn)業(yè)務邏輯。

下面舉個列子
銀行有四臺取號機获搏，每臺取號機都有排隊等候赖条，當你進入業(yè)務大廳的時候需要取號，領取一張紙質號碼颜凯，假設有四臺出號機器谋币， 每天最對受理30筆業(yè)務仗扬，ticketShow 代表出號機器

public class ticketShow extends Thread{
     public final String name;
     public static final int MAX = 50;
    private int index = 1;
    ticketShow (String name){
        this.name = name;
    }
 @Overried
public void run(){
    while(index <= MAX){
      System.out.println("當前機器:"+name+",出的號碼是："+(index++));  
}   
}
}

接下來編寫一個main方法
public static void main(String [] args){
      ticketShow  ts = new ticketShow ("一號機器");
      ts.start();
      ticketShow  ts = new ticketShow ("二號機器");
      ts.start();
      ticketShow  ts = new ticketShow ("三號機器");
      ts.start();
      ticketShow  ts = new ticketShow ("四號機器");
      ts.start();
}

然而每臺機器都是從1到50症概，四個線程并沒有交互，獲取唯一一個遞增的號碼早芭，那么我們改進一下

public class ticketShow extends Thread{
     public final String name;
     public static final int MAX = 50;
    private static int index = 1;
    ticketShow (String name){
        this.name = name;
    }
 @Overried
public void run(){
    while(index <= MAX){
      System.out.println("當前機器:"+name+",出的號碼是："+(index++));  
}   
}
}

再次運行彼城，發(fā)現(xiàn)四個出號機器，交替輸出不同的號碼退个，
通過對Index進行static 修飾募壕，做到了多線程下共享資源的唯一性，看起來似乎滿足了我們的需求语盈，但是還是有些問題 比如我們的共享資源很多呢舱馅，要經(jīng)過一些復雜的計算呢？等等等刀荒。代嗤。。

策略模式在Runnable在thread中的應用

很多文章中都會說缠借，創(chuàng)建線程有兩種方式干毅，第一個是構造Thread，第二個是構造Runnable 其實這種說法是錯誤的泼返，最起碼是不嚴謹?shù)南醴辏瑴蚀_來說，創(chuàng)建線程只有一種方式绅喉，那就是構造Thread類渠鸽，而實現(xiàn)線程的執(zhí)行單元有兩種方式，第一個是重寫Thread中的run方法柴罐，第二個是重寫runnable中的run方法徽缚，當然他們還是有些不同的，那就是Thread類中的run方法是不能共享的丽蝎，也就是說線程A不能把線程B中的run方法當做自己的執(zhí)行單元猎拨，然而runnable接口就很容易實現(xiàn)這一點膀藐。使用不同的runable構造不同的thread實例。
那我們對銀行取票機代碼進行 重構一下

public class ticketShow implements runnable{
     public final String name;
     public static final int MAX = 50;
    private int index = 1; //不做static 修飾
    ticketShow (String name){
        this.name = name;
    }
 @Overried
public void run(){
    while(index <= MAX){
      System.out.println("當前機器:"+name+",出的號碼是："+(index++));  
    sleep(100);
}   
}
}

添加main方法
public static void main(String [] args){
    final  ticketShow  ts = new ticketShow ();
    Thread t1 = new Thread(ts,"一號機器");
    t1.start();
   Thread t2 = new Thread(ts,"二號機器");
    t2.start();
   Thread t3 = new Thread(ts,"三號機器");
    t3.start();
   Thread t4 = new Thread(ts,"四號機器");
    t4.start();
}

可以看到上述代碼的輸入和繼承Thread類實現(xiàn)并且是同樣的效果红省，四個較好機器線程都實現(xiàn)了同一個接口Runnable额各，這樣她們的資源都是共享的，不會出現(xiàn)每一個叫號機器從一到五十的情況吧恃。