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在前面2篇文章分別講到了線程和進(jìn)程的由來(lái)、以及如何在Java中怎么創(chuàng)建線程和進(jìn)程壹无。今天我們來(lái)學(xué)習(xí)一下Thread類，在學(xué)習(xí)Thread類之前感帅，先介紹與線程相關(guān)知識(shí)：線程的幾種狀態(tài)斗锭、上下文切換，然后接著介紹Thread類中的方法的具體使用失球。
一岖是、線程的狀態(tài)
在正式學(xué)習(xí)Thread類中的具體方法之前帮毁，我們先來(lái)了解一下線程有哪些狀態(tài)，這個(gè)將會(huì)有助于后面對(duì)Thread類中的方法的理解豺撑。
線程從創(chuàng)建到最終的消亡烈疚，要經(jīng)歷若干個(gè)狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)聪轿，線程包括以下這幾個(gè)狀態(tài)：創(chuàng)建(new)爷肝、就緒(runnable)、運(yùn)行(running)、阻塞(blocked)、time waiting需了、waiting、消亡（dead）对嚼。
當(dāng)需要新起一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行某個(gè)子任務(wù)時(shí)，就創(chuàng)建了一個(gè)線程外莲。但是線程創(chuàng)建之后猪半，不會(huì)立即進(jìn)入就緒狀態(tài)兔朦，因?yàn)榫€程的運(yùn)行需要一些條件（比如內(nèi)存資源偷线，在前面的JVM內(nèi)存區(qū)域劃分一篇博文中知道程序計(jì)數(shù)器、Java棧沽甥、本地方法棧都是線程私有的声邦，所以需要為線程分配一定的內(nèi)存空間），只有線程運(yùn)行需要的所有條件滿足了摆舟，才進(jìn)入就緒狀態(tài)亥曹。
當(dāng)線程進(jìn)入就緒狀態(tài)后，不代表立刻就能獲取CPU執(zhí)行時(shí)間恨诱，也許此時(shí)CPU正在執(zhí)行其他的事情媳瞪，因此它要等待。當(dāng)?shù)玫紺PU執(zhí)行時(shí)間之后照宝，線程便真正進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)蛇受。
線程在運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中，可能有多個(gè)原因?qū)е庐?dāng)前線程不繼續(xù)運(yùn)行下去厕鹃，比如用戶主動(dòng)讓線程睡眠（睡眠一定的時(shí)間之后再重新執(zhí)行）兢仰、用戶主動(dòng)讓線程等待，或者被同步塊給阻塞剂碴，此時(shí)就對(duì)應(yīng)著多個(gè)狀態(tài)：time waiting（睡眠或等待一定的事件）把将、waiting（等待被喚醒）、blocked（阻塞）忆矛。
當(dāng)由于突然中斷或者子任務(wù)執(zhí)行完畢察蹲，線程就會(huì)被消亡。
下面這副圖描述了線程從創(chuàng)建到消亡之間的狀態(tài)：
二、上下文切換
對(duì)于單核CPU來(lái)說(shuō)（對(duì)于多核CPU儿捧，此處就理解為一個(gè)核）荚坞，CPU在一個(gè)時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)線程，當(dāng)在運(yùn)行一個(gè)線程的過(guò)程中轉(zhuǎn)去運(yùn)行另外一個(gè)線程菲盾，這個(gè)叫做線程上下文切換（對(duì)于進(jìn)程也是類似）颓影。
由于可能當(dāng)前線程的任務(wù)并沒(méi)有執(zhí)行完畢，所以在切換時(shí)需要保存線程的運(yùn)行狀態(tài)懒鉴，以便下次重新切換回來(lái)時(shí)能夠繼續(xù)切換之前的狀態(tài)運(yùn)行诡挂。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：比如一個(gè)線程A正在讀取一個(gè)文件的內(nèi)容，正讀到文件的一半临谱，此時(shí)需要暫停線程A璃俗，轉(zhuǎn)去執(zhí)行線程B，當(dāng)再次切換回來(lái)執(zhí)行線程A的時(shí)候悉默，我們不希望線程A又從文件的開頭來(lái)讀取城豁。
因此需要記錄線程A的運(yùn)行狀態(tài)，那么會(huì)記錄哪些數(shù)據(jù)呢抄课？因?yàn)橄麓位謴?fù)時(shí)需要知道在這之前當(dāng)前線程已經(jīng)執(zhí)行到哪條指令了唱星，所以需要記錄程序計(jì)數(shù)器的值，另外比如說(shuō)線程正在進(jìn)行某個(gè)計(jì)算的時(shí)候被掛起了跟磨，那么下次繼續(xù)執(zhí)行的時(shí)候需要知道之前掛起時(shí)變量的值時(shí)多少间聊，因此需要記錄CPU寄存器的狀態(tài)。所以一般來(lái)說(shuō)抵拘，線程上下文切換過(guò)程中會(huì)記錄程序計(jì)數(shù)器哎榴、CPU寄存器狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)的：對(duì)于線程的上下文切換實(shí)際上就是 存儲(chǔ)和恢復(fù)CPU狀態(tài)的過(guò)程仑濒，它使得線程執(zhí)行能夠從中斷點(diǎn)恢復(fù)執(zhí)行叹话。
雖然多線程可以使得任務(wù)執(zhí)行的效率得到提升，但是由于在線程切換時(shí)同樣會(huì)帶來(lái)一定的開銷代價(jià)墩瞳，并且多個(gè)線程會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源占用的增加驼壶，所以在進(jìn)行多線程編程時(shí)要注意這些因素。
三喉酌、Thread類中的方法
通過(guò)查看java.lang.Thread類的源碼可知：
下面是Thread類中常用的方法：
以下是關(guān)系到線程運(yùn)行狀態(tài)的幾個(gè)方法：
- 1）start方法
start()用來(lái)啟動(dòng)一個(gè)線程芜繁，當(dāng)調(diào)用start方法后，系統(tǒng)才會(huì)開啟一個(gè)新的線程來(lái)執(zhí)行用戶定義的子任務(wù)绒极，在這個(gè)過(guò)程中骏令，會(huì)為相應(yīng)的線程分配需要的資源。 - 2）run方法
run()方法是不需要用戶來(lái)調(diào)用的垄提，當(dāng)通過(guò)start方法啟動(dòng)一個(gè)線程之后榔袋，當(dāng)線程獲得了CPU執(zhí)行時(shí)間，便進(jìn)入run方法體去執(zhí)行具體的任務(wù)铡俐。注意凰兑，繼承Thread類必須重寫run方法，在run方法中定義具體要執(zhí)行的任務(wù)高蜂。 - 3）sleep方法
sleep方法有兩個(gè)重載版本：
sleep(long millis) //參數(shù)為毫秒
sleep(long millis,int nanoseconds) //第一參數(shù)為毫秒聪黎，第二個(gè)參數(shù)為納秒
sleep相當(dāng)于讓線程睡眠罕容，交出CPU备恤，讓CPU去執(zhí)行其他的任務(wù)。
但是有一點(diǎn)要非常注意锦秒，sleep方法不會(huì)釋放鎖露泊，也就是說(shuō)如果當(dāng)前線程持有對(duì)某個(gè)對(duì)象的鎖，則即使調(diào)用sleep方法旅择，其他線程也無(wú)法訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象惭笑。看下面這個(gè)例子就清楚了：
public class Test {
private int i = 10;
private Object object = new Object();
public static void main(String[] args) throws IOException {
Test test = new Test();
MyThread thread1 = test.new MyThread();
MyThread thread2 = test.new MyThread();
thread1.start();
thread2.start();
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
i++;
System.out.println("i:"+i);
try {
System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"進(jìn)入睡眠狀態(tài)");
Thread.currentThread().sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"睡眠結(jié)束");
i++;
System.out.println("i:"+i);
}
}
}
從上面輸出結(jié)果可以看出，當(dāng)Thread-0進(jìn)入睡眠狀態(tài)之后生真，Thread-1并沒(méi)有去執(zhí)行具體的任務(wù)沉噩。只有當(dāng)Thread-0執(zhí)行完之后，此時(shí)Thread-0釋放了對(duì)象鎖柱蟀，Thread-1才開始執(zhí)行川蒙。
注意，如果調(diào)用了sleep方法长已，必須捕獲InterruptedException異承笳＃或者將該異常向上層拋出昼牛。當(dāng)線程睡眠時(shí)間滿后，不一定會(huì)立即得到執(zhí)行康聂，因?yàn)榇藭r(shí)可能CPU正在執(zhí)行其他的任務(wù)贰健。所以說(shuō)調(diào)用sleep方法相當(dāng)于讓線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)。
- 4）yield方法
調(diào)用yield方法會(huì)讓當(dāng)前線程交出CPU權(quán)限恬汁，讓CPU去執(zhí)行其他的線程伶椿。它跟sleep方法類似，同樣不會(huì)釋放鎖氓侧。但是yield不能控制具體的交出CPU的時(shí)間悬垃，另外，yield方法只能讓擁有相同優(yōu)先級(jí)的線程有獲取CPU執(zhí)行時(shí)間的機(jī)會(huì)甘苍。
注意尝蠕，調(diào)用yield方法并不會(huì)讓線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，而是讓線程重回就緒狀態(tài)载庭，它只需要等待重新獲取CPU執(zhí)行時(shí)間看彼，這一點(diǎn)是和sleep方法不一樣的。 - 5）join方法
join方法有三個(gè)重載版本：
join()
join(long millis) //參數(shù)為毫秒
join(long millis,int nanoseconds) //第一參數(shù)為毫秒囚聚，第二個(gè)參數(shù)為納秒
假如在main線程中靖榕，調(diào)用thread.join方法，則main方法會(huì)等待thread線程執(zhí)行完畢或者等待一定的時(shí)間顽铸。如果調(diào)用的是無(wú)參join方法茁计，則等待thread執(zhí)行完畢，如果調(diào)用的是指定了時(shí)間參數(shù)的join方法谓松，則等待一定的事件星压。
看下面一個(gè)例子：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("進(jìn)入線程"+Thread.currentThread().getName());
Test test = new Test();
MyThread thread1 = test.new MyThread();
thread1.start();
try {
System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"等待");
thread1.join();
System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"繼續(xù)執(zhí)行");
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("進(jìn)入線程"+Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.currentThread().sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行完畢");
}
}
可以看出，當(dāng)調(diào)用thread1.join()方法后鬼譬，main線程會(huì)進(jìn)入等待娜膘，然后等待thread1執(zhí)行完之后再繼續(xù)執(zhí)行。
實(shí)際上調(diào)用join方法是調(diào)用了Object的wait方法优质，這個(gè)可以通過(guò)查看源碼得知：
由于wait方法會(huì)讓線程釋放對(duì)象鎖演怎，所以join方法同樣會(huì)讓線程釋放對(duì)一個(gè)對(duì)象持有的鎖。具體的wait方法使用在后面文章中給出避乏。
- 6）interrupt方法
interrupt爷耀，顧名思義，即中斷的意思淑际。單獨(dú)調(diào)用interrupt方法可以使得處于阻塞狀態(tài)的線程拋出一個(gè)異常畏纲，也就說(shuō)扇住，它可以用來(lái)中斷一個(gè)正處于阻塞狀態(tài)的線程；另外盗胀，通過(guò)interrupt方法和isInterrupted()方法來(lái)停止正在運(yùn)行的線程艘蹋。
下面看一個(gè)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("進(jìn)入睡眠狀態(tài)");
Thread.currentThread().sleep(10000);
System.out.println("睡眠完畢");
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("得到中斷異常");
}
System.out.println("run方法執(zhí)行完畢");
}
}
從這里可以看出，通過(guò)interrupt方法可以中斷處于阻塞狀態(tài)的線程票灰。那么能不能中斷處于非阻塞狀態(tài)的線程呢女阀？看下面這個(gè)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() {
int i = 0;
while(i<Integer.MAX_VALUE){
System.out.println(i+" while循環(huán)");
i++;
}
}
}
運(yùn)行該程序會(huì)發(fā)現(xiàn)，while循環(huán)會(huì)一直運(yùn)行直到變量i的值超出Integer.MAX_VALUE屑迂。所以說(shuō)直接調(diào)用interrupt方法不能中斷正在運(yùn)行中的線程浸策。
但是如果配合isInterrupted()能夠中斷正在運(yùn)行的線程，因?yàn)檎{(diào)用interrupt方法相當(dāng)于將中斷標(biāo)志位置為true惹盼，那么可以通過(guò)調(diào)用isInterrupted()判斷中斷標(biāo)志是否被置位來(lái)中斷線程的執(zhí)行庸汗。比如下面這段代碼：
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() {
int i = 0;
while(!isInterrupted() && i<Integer.MAX_VALUE){
System.out.println(i+" while循環(huán)");
i++;
}
}
}
運(yùn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)，打印若干個(gè)值之后手报，while循環(huán)就停止打印了蚯舱。
但是一般情況下不建議通過(guò)這種方式來(lái)中斷線程，一般會(huì)在MyThread類中增加一個(gè)屬性 isStop來(lái)標(biāo)志是否結(jié)束while循環(huán)掩蛤，然后再在while循環(huán)中判斷isStop的值枉昏。
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過(guò)調(diào)用setStop方法來(lái)終止while循環(huán)。
- 7）stop方法
stop方法已經(jīng)是一個(gè)廢棄的方法揍鸟，它是一個(gè)不安全的方法兄裂。因?yàn)檎{(diào)用stop方法會(huì)直接終止run方法的調(diào)用，并且會(huì)拋出一個(gè)ThreadDeath錯(cuò)誤阳藻，如果線程持有某個(gè)對(duì)象鎖的話晰奖，會(huì)完全釋放鎖，導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)不一致稚配。所以stop方法基本是不會(huì)被用到的畅涂。 - 8）destroy方法
destroy方法也是廢棄的方法港华〉来ǎ基本不會(huì)被使用到。
以下是關(guān)系到線程屬性的幾個(gè)方法：
- 1）getId ：用來(lái)得到線程ID
- 2）getName和setName ： 用來(lái)得到或者設(shè)置線程名稱立宜。
- 3）getPriority和setPriority ：用來(lái)獲取和設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)冒萄。
- 4）setDaemon和isDaemon ： 用來(lái)設(shè)置線程是否成為守護(hù)線程和判斷線程是否是守護(hù)線程。
守護(hù)線程和用戶線程的區(qū)別在于：守護(hù)線程依賴于創(chuàng)建它的線程橙数，而用戶線程則不依賴尊流。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：如果在main線程中創(chuàng)建了一個(gè)守護(hù)線程，當(dāng)main方法運(yùn)行完畢之后灯帮，守護(hù)線程也會(huì)隨著消亡崖技。而用戶線程則不會(huì)逻住，用戶線程會(huì)一直運(yùn)行直到其運(yùn)行完畢。在JVM中迎献，像垃圾收集器線程就是守護(hù)線程瞎访。
Thread類有一個(gè)比較常用的靜態(tài)方法currentThread()用來(lái)獲取當(dāng)前線程。
在上面已經(jīng)說(shuō)到了Thread類中的大部分方法吁恍，那么Thread類中的方法調(diào)用到底會(huì)引起線程狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化呢扒秸？下面一幅圖就是在上面的圖上進(jìn)行改進(jìn)而來(lái)的：
