Java 线程基础

一 线程状态

6个状态定义：java.lang.Thread.State

1. New：尚未启动的线程的状态。
2. Runnable：可运行线程的线程状态，等待CPU调度。
3. Blocked：线程阻塞等待监视器锁定的线程状态。
   处于synchronized同步代码块或方法中被阻塞。
4. Waiting：等待线程的线程状态。不带超时的方式：
   Object.wait、Thread.join、LockSupport.Park
5. Timed Waiting：具有指定等待时间的等待线程的线程状态。带超时的方式：Thread.sleep、Object.wait、Thread.join、LockSupport.parkNanos、LockSupport.ParkUntil
6. Terminated：终止线程的线程状态。线程正常完成执行或者出现异常。

二 线程中止

stop

强行中止线程，并且清楚监控器锁的信息，但是可能导致线程安全的问题，JDK不建议用。

interrupt

1. 如果目标线程在调用Object class的wait()、wait(long)或wait(long,int)方法、join()、join(long,int)或sleep(long,int)方法时被阻塞，那么interrupt会生效，该线程的中断状态将被清除，抛出InterruptedExecption异常。
2. 如果目标线程是被I/O或者NIO中的Channel所阻塞，同样，I/O操作会被中断或者返回特殊异常值。达到终止线程的目的。
3. 如果以上条件都不满足，则会设置此线程的中断状态。

标志位

代码逻辑中增加一个判断用来控制线程的中止。

三 线程通信

要想实现多个线程之间的协同，如：线程执行的先后顺序、获取某个线程执行的结果等。涉及到线程之间相互通信，分为下面四类：

1. 文件共享
2. 网络共享
3. 共享变量
4. jdk提供的线程协调API
   细分为：suspend/resume、wait/notify、park/unpark

JDK API

JDK中对于需要多线程写作完成某一任务的场景，提供了对应API支持。、
多线程协作的典型场景是：生产者-消费者模型（线程阻塞、线程唤醒）。

suspend/resume机制被弃用

suspend挂起目标线程，resume恢复线程执行。
被弃用的主要原因是，容易写出死锁的代码。所以用wait/notify和park/unpark机制对它进行替代。

1. suspend挂起之后并不会释放锁，故此容易写出死锁代码。
2. 先执行suspend，再执行resume。反之死锁。

wait/notify机制

• 这些方法只能由同一对象锁的持有者线程调用，也就是写在同步代码块里面，否则会抛出IlegalMonitorStateException异常。
• wai方法导致当前线程等待，加入该对象的等待集合中，并且放弃当前持有的对象锁。notify/notifyAll方法唤醒一个或所有正在等待这个对象锁的进程。

注意：虽然wait会自动解锁，但是对顺序有要求，如果在notify被调用之后，才开始wait的调用，线程会永远处于WAITING状态。

park/unpark机制

• 线程嗲用park则等待“许可”，unpark方法为指定线程提供“许可permit”。
  不要求park和unpark方法的调用顺序。
• 多次调用unpark之后，再调用park，线程会直接运行，但不会叠加，也就是说，连续多次调用park方法，第一次会拿到“许可”直接运行，后续调用会进入等待。
• 不是基于监视器锁实现，park不会释放锁。

伪唤醒

伪唤醒是指线程并非因为notify、notifyAll、unpark等api调用而唤醒，是更底层原因导致的。

• 官方建议应该在循环中检查等待条件，原因是处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒，如果不在循环中检查等待条件，程序就会在没有满足结束条件的情况下退出。

四 线程封闭

多线程访问共享可变数据时，涉及到线程间数据同步的问题。并不是所有时候都要用到共享数据，所以线程封闭概念就提出来了。

数据都被封闭在各自的线程之中，就不需要同步，这种通过将数据封闭在线程中而避免使用同步的技术称为线程封闭。

• 线程封闭具体的体现有：ThreadLocal、局部变量。

ThreadLocal

ThreadLocal是Java里一种特殊变量。
它是一个线程级别变量，每个线程都有一个ThreadLocal就是每个线程拥有了自己独立的一个变量，竞争条件被彻底消除，在并发模式下是绝对安全的变量。

• 用法：ThreadLocal var=new ThreadLocal();

会自动在每个线程上创建一个T的副本，副本之间彼此独立，互不影响。
可以用ThreadLocal存储一些参数，以便在线程的多个方法中使用，用来替代方法传参的做法。

可以理解为，JVM维护了一个Map，每个线程都要用这个T的时候，用当前的线程去Map里面取。仅作为一个概念理解。

栈封闭

局部变量的固有属性之一就是封闭在线程中，它们位于执行线程的栈中，其他线程无法访问这个栈。

五 内存屏障和CPU缓存

六 线程池

线程池API-接口定义和实现

线程池API-方法定义

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