? ? ? ? 首先显沈，我們來整體看一下線程是什么？從操作系統(tǒng)的角度逢唤，可以簡(jiǎn)單認(rèn)為拉讯，線程是系統(tǒng)調(diào)度的最小單元，一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程鳖藕，作為任務(wù)的真正運(yùn)作者魔慷，有自己的棧，寄存器著恩，本地存儲(chǔ)等院尔。但是會(huì)和進(jìn)程內(nèi)其他線程共享文件描述符蜻展，虛擬地址空間等。在具體實(shí)現(xiàn)中邀摆，線程還分為內(nèi)核線程纵顾，用戶線程，Java 的線程實(shí)現(xiàn)其實(shí)是與虛擬機(jī)相關(guān)的栋盹。
第一施逾，一個(gè)線程可以兩次調(diào)用 start（）方法嗎？
? ? ? ? Java 的線程是不允許啟動(dòng)例获，第二次調(diào)用必然會(huì)拋出 IllegalThreadStateException汉额，這是一種運(yùn)行時(shí)異常，多次調(diào)用 start 被認(rèn)為是編程錯(cuò)誤榨汤。
? ? ? ? 關(guān)于線程生命周期的不同狀態(tài)蠕搜，在 Java 5 以后，線程狀態(tài)被明確定義在其公共內(nèi)部枚舉類型 java.lang.Thread.State 中收壕，分別是：
? ? ? ? 新建（NEW）讥脐，表示線程被創(chuàng)建出來還沒真正啟動(dòng)的狀態(tài)，可以認(rèn)為它是個(gè) Java 內(nèi)部狀態(tài)啼器。
? ? ? ? 就緒（RUNNABLE）,表示該線程已經(jīng)在 JVM 中執(zhí)行，當(dāng)然由于執(zhí)行需要計(jì)算資源俱萍，它可能是正在運(yùn)行端壳，也可能還在等待系統(tǒng)分配給它 CPU 片段，在就緒隊(duì)列里面排隊(duì)枪蘑。在其它一些分析中损谦，會(huì)額外區(qū)分一種狀態(tài) RUNNING，但是從 JAVA API 的角度岳颇，并不能表示出來照捡。
? ? ? ? 阻塞（BLOCKED），這個(gè)狀態(tài)和我們前面兩講介紹的同步非常相關(guān)话侧，阻塞表示線程在等待 Monitor lock栗精。比如，線程試圖通過 synchronized 去獲取某個(gè)鎖瞻鹏，但是其它線程已經(jīng)獨(dú)占了悲立，那么當(dāng)前線程就會(huì)處于阻塞狀態(tài)，或者線程調(diào)用 sleep() 方法進(jìn)入阻塞狀態(tài)新博。yield()? 方法是一個(gè)和 sleep() 方法有點(diǎn)相似的方法薪夕，它也是 Thread 類提供的一個(gè)靜態(tài)方法『涨模可以讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程暫停原献，但它不會(huì)阻塞該線程馏慨，只是將該線程轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。yeild() 只是讓當(dāng)前線程暫停一下姑隅，讓系統(tǒng)的線程調(diào)度器重新調(diào)度一次写隶，完全可能的情況是：當(dāng)某個(gè)線程調(diào)用了 yield() 線程暫停之后，線程調(diào)度器又將其調(diào)度出來重新執(zhí)行粤策。
? ? ? ? 等待（WAITING）樟澜，表示正在等待其它線程采取某些操作。一個(gè)常見的場(chǎng)景是類似生產(chǎn)者消費(fèi)者模式叮盘，發(fā)現(xiàn)任務(wù)條件尚未滿足秩贰，就讓當(dāng)前消費(fèi)者等待（wait），另外的生產(chǎn)者線程去準(zhǔn)備任務(wù)數(shù)據(jù)柔吼，然后通過類似 notify 等動(dòng)作毒费，通知消費(fèi)線程可以繼續(xù)工作了。Thread.join（）也會(huì)令線程進(jìn)入等待狀態(tài)愈魏。解釋一下 Thread.join（）觅玻，是主線程等待子線程的終止。也就是說主線程的代碼塊中培漏，如果碰到了 t.join（） （t 是子線程）方法溪厘，此時(shí)主線程需要等待（阻塞），等待子線程結(jié)束了 (Waits for this thread to die.) 牌柄，才能繼續(xù)執(zhí)行 t.join（） 之后的代碼塊畸悬。join（）和?wait（）不會(huì)釋放鎖，join（）是 Thread 的方法珊佣，wait（）是 Object 的方法蹋宦。
? ? ? ? 計(jì)時(shí)等待（TIMED_WAIT），其進(jìn)入條件和等待狀態(tài)類似咒锻，但是調(diào)用的是存在超時(shí)條件的方法冷冗，比如 wait 和 join 等方法的指定超時(shí)版本。
? ? ? ? 終止（TERMINATED）惑艇，不管是意外退出還是正常執(zhí)行結(jié)束蒿辙，線程已經(jīng)完成使命，終止運(yùn)行敦捧，也有人把這個(gè)狀態(tài)叫做死亡须板。
? ? ? ? 第二次調(diào)用 start（）方法的時(shí)候，線程可能處于終止或者其他（非 NEW）狀態(tài)兢卵，但是不論如何习瑰，都不是可以啟動(dòng)的。
第二秽荤，什么情況下 Java 程序會(huì)產(chǎn)生死鎖甜奄？如何定位柠横，修復(fù)？
? ? ? ? 死鎖是一種特定的程序狀態(tài)课兄，在實(shí)體之間牍氛，由于循環(huán)依賴導(dǎo)致彼此一直處于等待之中，沒有任何個(gè)體可以繼續(xù)前進(jìn)烟阐。死鎖不僅僅是在線程之間會(huì)發(fā)生搬俊，存在資源獨(dú)占的進(jìn)程之間同樣也可能出現(xiàn)死鎖。通常來說蜒茄，我們大多是聚焦在多線程場(chǎng)景種的死鎖唉擂，指兩個(gè)或多個(gè)線程之間，由于互相持有對(duì)方需要的鎖檀葛，而永久處于阻塞的狀態(tài)玩祟。如下圖：
????????定位死鎖最常見的方式就是利用 jstack 等工具獲取線程棧，然后定位互相之間的依賴關(guān)系屿聋，進(jìn)而找到死鎖空扎。如果是比較明顯的死鎖，往往 jstack 等就能直接定位润讥，類似 JConsole 甚至可以在圖形界面進(jìn)行有限的死鎖檢測(cè)转锈。如果程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生了死鎖，絕大多數(shù)情況下都是無法在線解決的楚殿，只能重啟黑忱，修正程序本身問題。所以勒魔，代碼開發(fā)階段互相審查，或者利用工具進(jìn)行預(yù)防性排查菇曲，往往也是很重要的冠绢。
第三，如何在編程中盡量預(yù)防死鎖常潮？
? ? ? ? 首先弟胀，我們來總結(jié)一下前面例子中死鎖的產(chǎn)生包含哪些基本元素『笆剑基本上死鎖的發(fā)生時(shí)因?yàn)椋?孵户，互斥條件，類似 Java 中 Monitor 都是獨(dú)占的岔留，要么是我用夏哭，要么是你用。2献联，互斥條件是長(zhǎng)期持有的竖配，在使用結(jié)束之前何址，自己不會(huì)釋放，也不能被其他線程搶占进胯。3用爪，循環(huán)依賴關(guān)系，兩個(gè)或者多個(gè)個(gè)體之間出現(xiàn)了鎖的鏈條環(huán)胁镐。所以偎血，我們可以據(jù)此分析可能的避免死鎖的思路和方法。
? ? ? ? 第一種方法：盡量避免使用多個(gè)鎖盯漂，并且只有需要時(shí)才持有鎖颇玷。否則，即使是非常精通并發(fā)編程的工程師宠能，也難避免會(huì)掉進(jìn)坑里亚隙，嵌套的 synchronized 或者 lock 非常容易出問題。所以违崇，從程序設(shè)計(jì)的角度反思阿弃，如果我們賦予一段程序太多的職責(zé)，出現(xiàn) “既要羞延。渣淳。又要。伴箩∪肜ⅲ” 的情況時(shí)，可能就需要我們審視下設(shè)計(jì)思路或目的是否合理了嗤谚。對(duì)于類庫(kù)棺蛛，因?yàn)槠浠A(chǔ)，共享的定位巩步，比應(yīng)用開發(fā)往往更加令人苦惱旁赊，需要仔細(xì)斟酌之間的平衡。
? ? ? ? 第二種方法：如果必須使用多個(gè)鎖椅野，經(jīng)量設(shè)計(jì)好鎖的獲取順序终畅，這個(gè)說起來簡(jiǎn)單，做起來可不容易竟闪，可以參看著名的銀行家算法离福。
? ? ? ? 第三種方法：使用帶超時(shí)的方法，為程序帶來更多可控性炼蛤。類似 Object.wait(...) 或者 CountDownLatch.await(...)妖爷，都支持所謂的 timed_wait，我們完全可以就不假定該鎖一定會(huì)獲得理朋，指定超時(shí)時(shí)間赠涮，并為無法得到鎖時(shí)準(zhǔn)備退出邏輯子寓。并發(fā) Lock 實(shí)現(xiàn)，如 ReentrantLock 還支持非阻塞式的獲取鎖操作 tryLock()笋除，這是一個(gè)插隊(duì)行為斜友，并不在乎等待的公平性，如果執(zhí)行時(shí)對(duì)象恰好沒有被獨(dú)占垃它，則直接獲取鎖鲜屏。
? ? ? ? 第四種方法：通過靜態(tài)代碼分析去查找固定的模式，進(jìn)而定位可能的死鎖或者競(jìng)爭(zhēng)情況国拇。?死鎖的另一個(gè)好朋友就是饑餓洛史。死鎖和饑餓都是線程活躍性問題。實(shí)踐中死鎖可以使用 jvm 自帶的工具進(jìn)行排查酱吝。死循環(huán)死鎖可以認(rèn)為是自旋鎖死鎖的一種也殖，其他線程因?yàn)榈却坏骄唧w的信號(hào)提示。導(dǎo)致線程一直饑餓务热。這種情況下可以查看線程 cpu 使用情況忆嗜，排查出使用 cpu 時(shí)間片最高的線程，再打出該線程的堆棧信息崎岂，排查代碼捆毫。基于互斥量的鎖如果發(fā)生死鎖往往 cpu 使用率較低冲甘，實(shí)踐中也可以從這一方面進(jìn)行排查绩卤。
我是溫馭臣，一個(gè)java的開發(fā)學(xué)習(xí)者江醇，以上是我的簡(jiǎn)單總結(jié)濒憋，如果有缺陷，希望在評(píng)論區(qū)看到您的補(bǔ)充陶夜。
