Java线程总结

写在前面

Android开发过程中很少会用到复杂的线程操作，但是不能因为这个原因就不去学习。以下内容也许工作中并不会用到，但至少偶尔会在面试中遇到，所以不论怎样都是有帮助的。

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线程状态

新生状态（New）：当一个线程的实例被创建即使用new关键字和Thread类或其子类创建一个线程对象后，此时该线程处于新生（New）状态，处于新生状态的线程有自己的内存空间，但该线程并没有运行，此时线程还不是或者的（not alive）。

就绪状态（Runnable）：通过调用线程实例的start()方法来启动线程使线程进入就绪状态(runnable)；处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但还没有被分配到CPU即不一定会被立即执行，此时处于线程就绪队列，等待系统为其分配CPCU，等待状态并不是执行状态；此时线程是活着的（alive）。
运行状态（Running）：一旦获取CPU(被JVM选中)，线程就进入运行(running)状态，线程的run()方法才开始被执行；在运行状态的线程执行自己的run()方法中的操作，直到调用其他的方法而终止、或者等待某种资源而阻塞、或者完成任务而死亡；如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到线程的等待状态；此时线程是活着的（alive）。
阻塞状态（Blocked）：通过调用join()、sleep()、wait()或者资源被暂用使线程处于阻塞(blocked)状态；处于Blocking状态的线程仍然是活着的（alive）。
死亡状态（Dead）：当一个线程的run()方法运行完毕或被中断或被异常退出，该线程到达死亡(dead)状态。此时可能仍然存在一个该Thread的实例对象，当该Thread已经不可能在被作为一个可被独立执行的线程对待了，线程的独立的call stack已经被dissolved。一旦某一线程进入Dead状态，他就再也不能进入一个独立线程的生命周期了。对于一个处于Dead状态的线程调用start()方法，会出现一个运行期(runtime exception)的异常；处于Dead状态的线程不是活着的（not alive）。

以上五个状态对于开发人员来说，状态5即线程阻塞是我们的学习重点。

线程状态图

阻塞详解（join、sleep、wait）

1. join

使用该方法的线程会在此之间执行完毕后再往下继续执行。以下为测试代码：

@Test
    public void joinTest(){
        String threadName = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(threadName + " start.");
        BThread bt = new BThread();
        AThread at = new AThread(bt);
        try {
            bt.start();
            Thread.sleep(2000);
            at.start();
            at.join();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception from main");
        }
        System.out.println(threadName + " end!");

        sleep();
    }


    private void sleep(){
        try {
            Thread.sleep(10 * 1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static class BThread extends Thread {
        public BThread() {
            super("[BThread] Thread");
        };
        public void run() {
            String threadName = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(threadName + " start.");
            try {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    System.out.println(threadName + " loop at " + i);
                    Thread.sleep(1000);
                }
                System.out.println(threadName + " end.");
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");
            }
        }
    }
    static class AThread extends Thread {
        BThread bt;
        public AThread(BThread bt) {
            super("[AThread] Thread");
            this.bt = bt;
        }
        public void run() {
            String threadName = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(threadName + " start.");
            try {
                bt.join();
                System.out.println(threadName + " end.");
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");
            }
        }
    }

输出结果：

main start.
[BThread] Thread start.
[BThread] Thread loop at 0
[BThread] Thread loop at 1
[BThread] Thread loop at 2
[AThread] Thread start.
[BThread] Thread loop at 3
[BThread] Thread loop at 4
[BThread] Thread end.
[AThread] Thread end.
main end!

2. sleep：

当前线程睡眠/millis的时间（millis指定睡眠时间是其最小的不执行时间，因为sleep(millis)休眠到达后，无法保证会被JVM立即调度）；sleep()是一个静态方法(static method) ，所以他不会停止其他的线程也处于休眠状态；线程sleep()时不会失去拥有的对象锁。作用：保持对象锁，让出CPU，调用目的是不让当前线程独自霸占该进程所获取的CPU资源，以留一定的时间给其他线程执行的机会。想必该方式大家都有使用过，这里就不再列出测试代码了。

3. wait：

当一个线程执行到wait()方法时，他就进入到一个和该对象相关的等待池(Waiting Pool)中，同时失去了对象的机锁---暂时的，wait后还要返还对象锁。当前线程必须拥有当前对象的锁，如果当前线程不是此锁的拥有者，会抛出IllegalMonitorStateException异常,所以wait()必须在synchronized block中调用。

    @Test
    public void waitTest() {
        new Thread(new waitRun1()).start();
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(new waitRun2()).start();

        sleep();
    }
    class waitRun1 implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (ThreadTest.class) {
                System.out.println("enter thread1...");
                System.out.println("thread1 is waiting...");
                try {
                    //调用wait()方法，线程会放弃对象锁，进入等待此对象的等待锁定池
                    ThreadTest.class.wait();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("thread1 is going on ....");
                System.out.println("thread1 is over!!!");
            }
        }
    }
    class waitRun2 implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (ThreadTest.class) {
                System.out.println("enter thread2....");
                System.out.println("thread2 is sleep....");
                //只有针对此对象调用notify()方法后本线程才进入对象锁定池准备获取对象锁进入运行状态。
                ThreadTest.class.notify();
                //==================
                //区别
                //如果我们把代码：TestD.class.notify();给注释掉，即TestD.class调用了wait()方法，但是没有调用notify()
                //方法，则线程永远处于挂起状态。
                try {
                    //sleep()方法导致了程序暂停执行指定的时间，让出cpu该其他线程，
                    //但是他的监控状态依然保持者，当指定的时间到了又会自动恢复运行状态。
                    //在调用sleep()方法的过程中，线程不会释放对象锁。
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("thread2 is going on....");
                System.out.println("thread2 is over!!!");
            }
        }
    }