IT学习笔记--Java高并发编程
1. 线程的介绍
对计算机来说，每一个任务就是一个进程，在每一个进程内部至少要有一个线程是在运行中，有时线程也称为轻量级的进程。
线程是程序执行的一个路径，每一个线程都有自己的局部变量表、程序计数器（指向正在执行的指令指针）以及各自的生命周期。
线程启动必须在其中一个任务之前，否则线程将永远得不到启动，因为前一个任务永远不会结束。
只用调用了Thread的start方法，才代表派生了一个新的线程，否则与普通的Java对象没有任何区别。
2.线程的生命周期
主要分为以下5个主要的阶段：
（1）NEW（初始状态）
用关键字new新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
（2）RUNNABLE（可执行状态）
线程对象进入RUNNABLE状态必须调用start方法，可执行状态说明它具备执行的资格，但是并没有真正的执行起来而是等待CPU的调度。
RUNNABLE状态的线程只能意外终止或者进入RUNNING状态。
（3）RUNNING（运行状态）
一个RUNNING状态的线程事实上也是RUNNABLE的，但是反过来不成立。
在该状态中，线程的状态可以发生如下的状态转换：
- 直接进入TERMINATED状态，比如调用了stop
- 进入BLOCKED状态，比如调用了sleep
- 进行某个阻塞的IO操作
- 获取某个锁资源，从而加入到该锁的阻塞队列中而进入了BLOCKED状态
- 由于CPU的调度器轮询使该线程放弃执行，进入RUNNABLE状态
- 线程主动调用yield方法，放弃CPU执行权，进入RUNNABLE状态
（4）BLOCKED（阻塞状态）
在该状态的线程可以切换到如下几个状态：
- 直接进入TERMINATED状态，比如调用了stop
- 线程阻塞的操作结束
- 线程完成了指定时间的休眠，进入到了RUNNABLE状态
- Wait中的线程被其他线程notify/notifyall唤醒，进入RUNNABLE状态
- 线程获取到了某个锁资源进入RUNNABLE状态
- 线程在阻塞过程中被打断，比如其他线程调用了interrupt方法，进入RUNNABLE状态
（5）TERMINATED（终止状态）
TERMINATED是一个线程的最终状态，在该状态中线程将不会切换到其他任何状态，也意味着该线程的整个生命周期都结束了。以下情况将会使线程进入TERMINATED状态：
- 线程运行正常结束，结束生命周期
- 线程运行出错意外结束
- JVM Crash，导致所有的线程都结束
3. 几点结论：
- 一旦线程启动，线程的名字将不再被修改。
- 一个线程的创建肯定是由另外一个线程完成的；被创建线程的父线程是创建它的线程。
- main线程所在的ThreadGroup称为main。
- 构造一个线程的时候如果没有显式地指定ThreadGroup，那么它将会和父线程同属于一个ThreadGroup。
- 栈内存划分的大小将直接决定在一个JVM进程中可以创建多少个线程；线程的创建数量随着虚拟机栈内存的增多而减少
- java进程的内存大小为：堆内存+线程数量*栈内存；堆内存作为影响进程内存的基数，它的增大对线程数量的影响也是反比关系，但是并没有栈内存那样明显。
4.守护线程
它是一类比较特殊的线程，一般用于处理一些后台的工作，比如JDK的垃圾回收线程。
在正常情况下，若JVM中没有一个非守护线程，则JVM的进程会退出。
设置守护线程的方法很简单，调用setDaemon方法即可，true代表守护线程，false代表正常线程；setDaemon方法只在线程启动之前才能生效，如果一个线程已经死亡，那么再设置setDaemon则会跑出IllegalThreadStateException异常。
守护线程的作用：
具备自动结束生命周期的特性。当你希望关闭某些线程的时候，或者退出JVM进程的时候，一些线程能够自动关闭，此时就可以考虑用守护线程为你完成这样的工作。
5. 线程sleep
该方法会使当前线程进入指定毫秒数的休眠，暂停执行。休眠有一个重要的特性，那就是其不会放弃monitor所的所有权。
在JDK1.5以后，引入了一个枚举TimeUnit，可以使用它来替代Thread.sleep。因为sleep能做的事，TimeUnit全部都能完成，并且功能更加强大。如下：
6.线程yield
yield方法属于一种启发式的方法，其会提醒调度器我愿意放弃当前的CPU资源，如果CPU的资源不紧张，则会忽略这种提醒。
调用yield方法会使当前线程从RUNNING状态切换到RUNNABLE状态，一般这个方法不太常用。
yield与sleep的区别：
- sleep会导致当前线程暂停指定的时间，没有CPU时间片的消耗
- yield只是对CPU调度器的一个提示，如果CPU调度器没有忽略这个提示，它会导致线程上下文的切换
- sleep会使线程短暂block，会在给定的时间内释放CPU资源
- yield会使RUNNING状态的Thread进入RUNNABLE状态（如果CPU调度器没有忽略这个提示）
- sleep几乎百分之百地完成了给定时间的休眠，而yield的提示并不能一定担保
- 一个线程sleep另一个线程调用interrupt会捕获到中断信号，而yield则不会
7.设置线程的优先级
理论上是优先级比较高的线程会获取优先被CPU调度的机会，但事实上往往并不会如你所愿，设置线程的优先级同样也是一个提示操作，具体如下：
- 对于root用户，它会提示操作系统你想要设置的优先级别，否则它会被忽略
- 如果CPU比较忙，设置优先级别可能会获得更多的CPU时间片，但是闲时优先级的高低几乎不会有任何作用。
线程的优先级不能小于1也不能大于10，如果指定的线程优先级大于线程所在group的优先级，那么指定的优先级会失效，取而代之的是group的最大优先级。如下：
//定义一个线程组
ThreadGroup group = new ThreadGroup("test");
//将线程组的优先级指定为7
group.setMaxPriority(7);
//定义一个线程，将该线程加入到group中
Thread thread = new Thread(group,"test-thread");
//企图将线程的优先级设定为10
thread.setPriority(10);
//企图未遂
System.out.println(thread.getPriority());//输出的是7借助优先级设定某个任务的权重，这种方式是不可取的，一般定义线程的时候使用默认的优先级就好，线程默认的优先级和它的父类保持一致，一般情况下都是5.
8.线程interrupt
如下方法的调用会使得当前线程进入阻塞状态，而调用当前线程的interrupt方法，就会打断阻塞。
打断一个线程并不等于该线程的生命周期结束，仅仅是打断了当前线程的阻塞状态；一旦线程在阻塞的情况下被打断，都会抛出一个InterruptedException异常，这个异常就像一个信号通知当前线程被打断了。
（1）isInterrupted
是Thread的一个成员方法，主要判断当前线程是否被中断，该方法仅是对interrupt标识的一个判断，并不会影响标识发生任何改变。
在run方法中使用了sleep这个可中断方法，它会捕获到中断信号，并且会擦除interrupt标识。
（2）interrupted
interrupted是一个静态方法，也用于判断当前线程是否被中断，调用该方法会直接擦除掉线程的interrupt标识。如果当前线程被打断了，那么第一次调用interrupted方法会返回true，并且立即擦除了interrupt标识，第二次包括以后的调用永远都会返回false，除非此期间线程又一次地被打断。
如果一个线程设置了interrupt标识，那么接下来的可中断方法会立即中断。
9.线程join
与sleep一样也是一个可中断的方法。join某个线程A，会使当前线程B进入等待，直到线程A结束生命周期，或者到达给定的时间，那么在此期间B线程是处于BLOCKED的，而不是A线程。
join方法会使当前线程永远地等待下去，直到期间被另外的线程中断，或者join的线程执行结束。
10.补充：
- 基本类型（如int、chart等）、引用类型（如对象等）的赋值和引用是原子操作
- 但long和double的赋值和引用是非原子操作
- long或double在线程间共享时，需要将其放入syncharonized中操作，或者声明为volatile