Java并發(fā)編程

當(dāng)一個程序啟動后屹逛，操作系統(tǒng)就會為這個程序創(chuàng)建一個進程并分配內(nèi)存空間。如果這個程序是一個Java程序汛骂，那么它的內(nèi)存空間會分為堆區(qū)罕模、棧區(qū)、元數(shù)據(jù)區(qū)帘瞭、本地方法棧淑掌、程序計數(shù)器等。

當(dāng)進程創(chuàng)建完后蝶念，棧中的主線程也就是main方法就會開始執(zhí)行抛腕。在并發(fā)編程的需求下，需要創(chuàng)建子線程媒殉，首先在堆中創(chuàng)建一個線程對象担敌，然后啟動它。

進程适袜，是對運行時程序的封裝柄错，是操作系統(tǒng)進行資源調(diào)度和分配的基本單位舷夺，實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的并發(fā)苦酱。
線程售貌，是進程的子任務(wù)，是CPU調(diào)度和分派的基本單位疫萤，實現(xiàn)了進程內(nèi)部的并發(fā)颂跨。

一、線程的創(chuàng)建

創(chuàng)建Java線程有三種方式

1. 繼承Thread類

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + "第" + i + "次執(zhí)行");
        }
    }
}

//創(chuàng)建MyThread對象
MyThread t1=new  MyThread();
MyThread t2=new  MyThread();
//設(shè)置線程的名字
t1.setName("T1線程");
t2.setName("T2線程");
//啟動線程
t1.start();
t2.start();

2. 實現(xiàn)Runnable接口

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {//sleep會發(fā)生異常要顯示處理
                Thread.sleep(20);//暫停20毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(getName() + "第" + i + "次執(zhí)行");
        }
    }
}

//創(chuàng)建MyRunnable類
MyRunnable mr = new MyRunnable();
//創(chuàng)建Thread類的有參構(gòu)造,并設(shè)置線程名
Thread t1 = new Thread(mr, "T1線程");
Thread t2 = new Thread(mr, "T2線程");
//啟動線程
t1.start();
t2.start();

3. 使用FutureTask類

FutureTask是RunnableFuture的實現(xiàn)類扯饶，RunnableFuture又是Runnable和Future的子接口

FutureTask類的構(gòu)造方法可以傳入Callable接口實現(xiàn)類的實例恒削，也可以傳入Runnable接口的實例與線程執(zhí)行后的返回值

這種創(chuàng)建線程的方法可以在主線程中獲取子線程的返回值以及拋出的異常

public class CallerTask implements Callable<String> {
    public String call() throws Exception {
        return "task done";
    }
}

//創(chuàng)建異步任務(wù)
FutureTask<String> task = new FutureTask<String>(new CallerTask());
//啟動線程
new Thread(task).start();
try {
    //等待執(zhí)行完成，并獲取返回結(jié)果
    String result = task.get();
    //String result = task.get(5,TimeUnit.MINUTES);
    System.out.println(result);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
    //通過調(diào)用getCause獲取線程拋出的異常
    Throwable cause = e.getCause();
    e.printStackTrace();
} catch (TimeoutException e) {
    //如果調(diào)用帶有參數(shù)的get方法尾序，當(dāng)線程超時后會拋出此異常
    e.printStackTrace();
}

run()方法和start()方法有什么區(qū)別钓丰？
- run()：封裝線程執(zhí)行的代碼，直接調(diào)用相當(dāng)于調(diào)用普通方法每币。
- start()：啟動線程携丁，然后由JVM 調(diào)用此線程的 run() 方法。

二兰怠、線程的狀態(tài)

在java.lang.Thread類中的內(nèi)部枚舉梦鉴，定義了Java線程的六種狀態(tài)。

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

1. NEW（新建狀態(tài)）

處于NEW狀態(tài)的線程此時尚未啟動揭保。這里的尚未啟動指的是還沒調(diào)用Thread實例的start()方法肥橙。

private void testStateNew() {
    Thread thread = new Thread(() -> {});
    System.out.println(thread.getState()); // 輸出 NEW 
}

2. RUNNABLE（可運行狀態(tài)）

Java線程的RUNNABLE狀態(tài)包括了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)線程的ready和running兩個狀態(tài)的。

處于RUNNABLE狀態(tài)的線程在Java虛擬機中運行秸侣，也有可能在等待CPU分配資源存筏。

Thread源碼里對RUNNABLE狀態(tài)的定義：

/**
 * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
 * state is executing in the Java virtual machine but it may
 * be waiting for other resources from the operating system
 * such as processor.
 */
 //可運行的線程狀態(tài)。處于可運行狀態(tài)的線程正在 Java 虛擬機中執(zhí)行味榛，也可能正在等待來自操作系統(tǒng)（如處理器）的其他資源方篮。

3. BLOCKED（阻塞狀態(tài)）

處于BLOCKED狀態(tài)的線程正等待鎖的釋放以進入同步區(qū)。

4. WAITING（等待狀態(tài)）

處于等待狀態(tài)的線程變成RUNNABLE狀態(tài)需要其他線程喚醒励负。

調(diào)用如下3個方法會使線程進入等待狀態(tài)：

Object.wait()：使當(dāng)前線程處于等待狀態(tài)直到另一個線程喚醒它藕溅；
Thread.join()：等待線程執(zhí)行完畢，底層調(diào)用的是Object實例的wait方法继榆；
LockSupport.park()：除非獲得調(diào)用許可巾表，否則禁用當(dāng)前線程進行線程調(diào)度。

5. TIMED_WAITING（超時等待狀態(tài)）

線程等待一個具體的時間略吨，時間到后會被自動喚醒集币。

調(diào)用如下方法會使線程進入超時等待狀態(tài)：

Thread.sleep(long millis)：使當(dāng)前線程睡眠指定時間；
Object.wait(long timeout)：線程休眠指定時間翠忠，等待期間可以通過notify()/notifyAll()喚醒鞠苟；
Thread.join(long millis)：等待當(dāng)前線程最多執(zhí)行millis毫秒，如果millis為0，則會一直執(zhí)行当娱；
LockSupport.parkNanos(long nanos)：除非獲得調(diào)用許可吃既，否則禁用當(dāng)前線程進行線程調(diào)度指定時間；
LockSupport.parkUntil(long deadline)：同上跨细，也是禁止線程進行調(diào)度指定時間鹦倚；

6. TERMINATED（終止?fàn)顟B(tài)）

此時線程執(zhí)行完畢。

JavaSE多線程