计算机基础知识分享-5（java线程基础）

java线程基础

1. 线程和进程

   • 进程 ： 进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
     进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
   • 线程 ：
     线程，有时被称为轻量级进程(Lightweight Process，LWP），是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC），寄存器集合和堆栈组成。

2. 线程状态

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线程共包括以下5种状态。

1. 新建状态(New) : 线程对象被创建后，就进入了新建状态。此时它和其他Java对象一样，仅仅由Java虚拟机分配了内存，并初始化其成员变量值。

2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被调用了该对象的start()方法，该线程处于就绪状态。Java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行，取决于JVM中线程调度器的调度。

3. 运行状态(Running) : 线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。

4. 阻塞状态(Blocked) : 阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：
   (01) 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成。
   (02) 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
   (03) 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

5. 死亡状态(Dead) : 线程执行完了、因异常退出了run()方法或者直接调用该线程的stop()方法（容易导致死锁，现在已经不推荐使用），该线程结束生命周期。

6. 线程JAVA实现

   1. 继承Thread类，重写run方法
   2. 实现Runable接口，实现run方法

7. wait(),notify(),nofityAll()

   1. wait()的作用是让当前线程进入等待状态，同时，wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。
   2. notify()和notifyAll()的作用，则是唤醒当前对象上的等待线程；notify()是唤醒单个线程，而notifyAll()是唤醒所有的线程。(进入Runable状态)

8. yield(),sleep(),join(),interrupt()

   1. 线程让步 - yield yield()是Thread类的静态方法。它能让当前线程暂停，但不会阻塞该线程，而是由“运行状态”进入到“就绪状态”，从而让 其它具有相同优先级的等待线程获取执行权；但是，并不能保证在当前线程调用yield()之后，其它具有相同优先级的线程就一定能获得执行权；也有可能是 当前线程又进入到“运行状态”继续运行！值得注意的是，yield()方法不会释放锁。
   2. 线程睡眠 - sleep
      sleep() 的作用是让当前线程休眠，即当前线程会从“运行状态”进入到“休眠(阻塞)状态”。sleep()会指定休眠时间，线程休眠的时间会大于/等于该休眠时间；在线程重新被唤醒时，它会由“阻塞状态”变成“就绪状态”，从而等待cpu的调度执行。常用来暂停程序的运行。同时注意，sleep()方法不会释放锁。
   3. 线程合并 - join
      线程依赖，一个线程依赖另外一个线程执行完成后执行。
   4. 线程中断 - interrupt
      我们经常通过判断线程的中断标记来控制线程。 interrupt()是Thread类的一个实例方法，用于中断本线程。这个方法被调用时，会立即将线程的中断标志设置为“true”。所以当中断处于“阻塞状态”的线程时，由于处于阻塞状态，中断标记会被设置为“false”，抛出一个 InterruptedException。所以我们在线程的循环外捕获这个异常，就可以退出线程了。interrupt()并不会中断处于“运行状态”的线程，它会把线程的“中断标记”设置为true，所以我们可以不断通过isInterrupted()来检测中断标记，从而在调用了interrupt()后终止线程，这也是通常我们对interrupt()的用法。Interrupted()是Thread类的一个静态方法，它返回一个布尔类型指明当前线程是否已经被中断，isInterrupted()是Thread类的实例方法，返回一个布尔类型来判断线程是否已经被中断。它们都能够用于检测对象的“中断标记”。区别是，interrupted()除了返回中断标记之外，它还会清除中断标记(即将中断标记设为false)；而isInterrupted()仅仅返回中断标记。

9. 同步锁 - Synchronized （其他锁等）

   1. 在java中，每一个对象有且仅有一个同步锁。这也意味着，同步锁是依赖于对象而存在。
   2. 当当前线程调用某对象的synchronized方法时，就获取了该对象的同步锁。例如，synchronized(obj)，当前线程就获取了“obj这个对象”的同步锁。
   3. 不同线程对同步锁的访问是互斥的。也就是说，某时间点，对象的同步锁只能被一个线程获取到！通过同步锁，我们就能在多线程中，实现对“对象/方法”的互斥访问。 例如，现在有个线程A和线程B，它们都会访问“对象obj的同步锁”。假设，在某一时刻，线程A获取到“obj的同步锁”并在执行一些操作；而此时，线程B也企图获取“obj的同步锁” —— 线程B会获取失败，它必须等待，直到线程A释放了“该对象的同步锁”之后线程B才能获取到“obj的同步锁”从而才可以运行。

10. 线程优先级