JVM中的线程行为 -JavaWorld

前言：

程化是指同时执行编程过程以提高应用程序性能的实践。虽然直接在业务应用程序中使用线程并不常见，但它们一直在Java框架中使用。

例如，处理大量信息的框架（如Spring Batch）使用线程来管理数据。同时操作线程或CPU进程可提高性能，从而实现更快，更高效的程序。

 

找到你的第一个线程：Java的main（）方法

即使你从未直接使用Java线程，你也间接使用它们，因为Java的main（）方法包含一个主线程。无论何时执行该main()方法，您都执行了main Thread。

学习Thread该类对于理解线程在Java程序中的工作方式非常有帮助。我们可以通过调用currentThread().getName()方法来访问正在执行的线程，如下所示：

public class MainThread {     public static void main(String... mainThread) {         System.out.println(Thread.currentThread().getName());     } }

此代码将打印“main”，标识当前正在执行的线程。知道如何识别正在执行的线程是吸收线程概念的第一步。

 

Java线程生命周期

使用线程时，了解线程状态至关重要。Java线程生命周期包含六种线程状态：

 

• New：Thread()已经实例化了一个新的。
• Runnable接口：本Thread的start()方法被调用。
• Running：start()已调用该方法并且线程正在运行。
• Suspended：线程暂时挂起，可以由另一个线程恢复。
• Blocked：线程正在等待机会运行。当一个线程已经调用该synchronized()方法并且下一个线程必须等到它完成时，就会发生这种情况。
• Terminated：线程的执行完成。

图1. Java线程生命周期的六种状态

 

还有更多关于线程状态的探索和理解，但图1中的信息足以让您解决这个Java挑战。

 

并发处理：扩展Thread类

最简单的是，通过扩展Thread类来完成并发处理，如下所示。

 

 

public class InheritingThread extends Thread {     InheritingThread(String threadName) {         super(threadName);     }     public static void main(String... inheriting) {         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");         new InheritingThread("inheritingThread").start();     }     @Override     public void run() {         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");     } }

 

在这里，我们运行两个线程：MainThread和InheritingThread。当我们start()使用new 调用方法时inheritingThread()，将run()执行方法中的逻辑。

我们还在Thread类构造函数中传递第二个线程的名称，因此输出将是：

 

 

main is running. inheritingThread is running.

 

Runnable接口

您可以实现Runnable接口，而不是使用继承。Runnable在Thread构造函数内部传递会导致更少的耦合和更大的灵活性。传递之后Runnable，我们可以start()像上一个示例中那样调用方法：

 

 

public class RunnableThread implements Runnable {     public static void main(String... runnableThread) {         System.out.println(Thread.currentThread().getName());         new Thread(new RunnableThread()).start();     }     @Override     public void run() {         System.out.println(Thread.currentThread().getName());     } }

 

非守护进程vs守护进程线程

在执行方面，有两种类型的线程：

 

• 执行非守护程序线程会一直到结束。主线程本身就是非守护程序线程的一个很好的例子。main()除非System.exit()强制程序完成，否则代码输入将始终执行到最后。
• 一个守护线程是相反的，是一个不需要一直执行到结束的处理程序。

 

请记住规则：如果封闭的非守护程序线程在守护程序线程之前结束，则守护程序线程将在结束之前执行。为了更好地理解守护进程和非守护进程线程的关系，请研究此示例：

 

 

import java.util.stream.IntStream; public class NonDaemonAndDaemonThread {     public static void main(String... nonDaemonAndDaemon) throws                        InterruptedException {         System.out.println("Starting the execution in the Thread " +      Thread.currentThread().getName());         Thread daemonThread = new Thread(() ->      IntStream.rangeClosed(1, 100000)                 .forEach(System.out::println));         daemonThread.setDaemon(true);         daemonThread.start();         Thread.sleep(10);         System.out.println("End of the execution in the Thread " +                                                Thread.currentThread().getName());     } }

在这个例子中，我使用了守护程序线程来声明1到100,000的范围，迭代所有这些，然后打印。但请记住，如果非守护进程的主线程首先完成，守护程序线程将无法完成执行。

输出将按如下方式进行：

 

1. 在主线程中开始执行。
2. 打印数字从1到100,000。
3. 主线程中的执行结束，很可能在迭代到100,000之前完成。

最终输出将取决于您的JVM实现。

这让我想到了下一点：线程是不可预测的。

 

线程优先级和JVM

可以使用该setPriority方法确定线程执行的优先级，但是如何处理它取决于JVM实现。Linux，MacOS和Windows都有不同的JVM实现，每个都将根据自己的默认值处理线程优先级。

但是，您设置的线程优先级确实会影响线程调用的顺序。在Thread类上宣布的三个常数是：

 

 

/**     * The minimum priority that a thread can have.      */     public static final int MIN_PRIORITY = 1;    /**      * The default priority that is assigned to a thread.      */     public static final int NORM_PRIORITY = 5;     /**      * The maximum priority that a thread can have.      */     public static final int MAX_PRIORITY = 10;

 

 

尝试对以下代码运行一些测试，以查看最终的执行优先级：

 

 

public class ThreadPriority {     public static void main(String... threadPriority) {         Thread moeThread = new Thread(() -> System.out.println("Moe"));         Thread barneyThread = new Thread(() -> System.out.println("Barney"));         Thread homerThread = new Thread(() -> System.out.println("Homer"));         moeThread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);         barneyThread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);         homerThread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);         homerThread.start();         barneyThread.start();         moeThread.start();     } }

即使我们设置moeThread为MAX_PRIORITY，我们也不能指望首先执行此线程。相反，执行顺序将是随机的。

 

Java线程挑战！

你已经了解了一些关于线程的知识，但这对于这篇文章的Java挑战来说已经足够了。

首先，研究以下代码：

 

 

public class ThreadChallenge {     private static int wolverineAdrenaline = 10;     public static void main(String... doYourBest) {         new Motorcycle("Harley Davidson").start();         Motorcycle fastBike = new Motorcycle("Dodge Tomahawk");         fastBike.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);         fastBike.setDaemon(false);         fastBike.start();         Motorcycle yamaha = new Motorcycle("Yamaha YZF");         yamaha.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);         yamaha.start();     }     static class Motorcycle extends Thread {         Motorcycle(String bikeName) { super(bikeName); }         @Override public void run() {             wolverineAdrenaline++;             if (wolverineAdrenaline == 13) {                 System.out.println(this.getName());             }         }     } }

这段代码的输出是什么？分析代码并根据您学到的内容尝试确定自己的答案。

 

A. Harley Davidson 

B. Dodge Tomahawk 

C. Yamaha YZF 

D. Indeterminate

 

在上面的代码中，我们创建了三个线程。第一个线程是Harley Davidson，我们为此线程分配了默认优先级。Dodge Tomahawk分配了第二个线程MAX_PRIORITY。第三是Yamaha YZF，与MIN_PRIORITY。然后我们开始了线程。

为了确定线程将运行的顺序，您可能首先注意到Motorcycle类扩展了Thread类，并且我们已经在构造函数中传递了线程名称。我们还run()用条件覆盖了方法：if wolverineAdrenaline is equals to 13。

即使它Yamaha YZF是我们执行顺序中的第三个线程，并且MIN_PRIORITY不能保证它将在所有JVM实现的最后执行。

您可能还会注意到，在此示例中，我们将Dodge Tomahawk线程设置为daemon。因为它是一个守护程序线程，Dodge Tomahawk可能永远不会完成执行。但是其他两个线程默认是非守护进程，因此Harley Davidson和Yamaha YZF线程肯定会完成它们的执行。

总之，结果将是D：Indeterminate，因为无法保证线程调度程序将遵循我们的执行顺序或线程优先级。

请记住，我们不能依赖程序逻辑（线程或线程优先级的顺序）来预测JVM的执行顺序。

 

Java线程常见错误

 

• 调用该run()方法以尝试启动新线程。
• 试图启动一个线程两次（这将导致一个IllegalThreadStateException）。
• 允许多个进程在不应更改时更改对象的状态。
• 编写依赖于线程优先级的程序逻辑（您无法预测它）。
• 依赖于线程执行的顺序 - 即使我们首先启动一个线程，也不能保证它将首先被执行。

 

关于Java线程要记住什么

 

• 调用start()方法启动一个 Thread。
• 可以Thread直接扩展类以使用线程。
• 可以在Runnable接口内实现线程动作。
• 线程优先级取决于JVM实现。
• 线程行为将始终取决于JVM实现。
• 如果封闭的非守护程序线程首先结束，则守护程序线程将无法完成。

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