java线程（Thread）解析

本分结构分两部分

1. 常见问题
2. 源码分析，深入了解线程状态变化

常见问题

1. 什么是线程？
2. 线程间如何通信？
3. 线程如何启动中断？
4. BLOCKED，WAITING 区别？

1. 什么是线程？

线程是操作系统调度的最小单元，也叫轻量级进程。线程拥有各自独立的计数器，堆栈和局部变量等属性，并且能够访问共享的局部变量。

2. 线程间如何通信？

Java采用共享内存模型实现线程间通信，因此共享内存那部分就是并发需要考虑的。

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所有实例域，静态域和数组元素都存储在堆内存中，堆内存在线程中共享（因此并发安全主要是针对这部分内存的操作）。 局部变量，方法定义参数和异常处理器参数不会在线程中共享，它们不会有内存可见性问题，也不受内存模型的影响。

3. 线程如何启动中断？

• 启动：启动一个线程前，最好为线程设置有意义的线程名称，方便线程问题排查（如果是线程池，则应该在自定义线程工厂中设置线程名称）。

• 中断：中断可以理解为线程的一个标识位属性（仅仅是一个标识），他标识一个运行中的线程能否被其他线程执行了中断操作。好比其他线程对该线程打了个招呼而已。至于该线程是否真的停止运行或抛出异常，是由其内部逻辑决定，而非中断标识的设置。具体参考下方源码解析interrupt方法。

4. BLOCKED，WAITING 区别

当线程试图获取一个内部的对象锁(Sychronized, 不是java.util.concurrent库中的锁)，而锁被其它线程占有，则该线程进入阻塞状态。

当线程等待另外一个线程通知调度器的一个条件的时候，它自己进入等待状态。如：在调用Object.wait()或Thread.join()方法，或者等待java.util.concurrent库中的Lock或Condition时。

两者的区别是: 进入waiting状态是线程主动的, 而进入blocked状态是被动的. 更进一步的说, 进入blocked状态是在同步(synchronized代码之外), 而进入waiting状态是在同步代码之内.

源码分析

1. 重要方法

基础概念

• 当前执行线程
  Thread 中方法如：sleep, yield等只对当前执行线程使用，不要通过线程对象调用执行如：

    错误使用：
    Thread thread = new Thread();
    thread.start();
    thread.sleep(1000);

   正确： 在当前线程中使用
   Thread.sleep(1000);

1.1 sleep （休眠）

暂停当前执行线程一段时间。如果当前线程获取到的有锁，sleep不会让出锁。 （这个好理解，为了暂停时间的精准控制）

1.2 yield （让步）

提示系统调度器当前执行线程可让出时间片，但未做强制要求，系统可忽略此提示。所以不建议程序在处理线程调度时使用此方法。

使用方式

1. 测试阶段用于复现由线程竞争引起的问题。
2. 设计并发控制实现

1.3 join （连接）

主要作用就是同步，它可以使得线程之间的并行执行变为串行执行。

使用方式

1. 在A线程中调用了B线程的join()方法时，表示只有当B线程执行完毕时，A线程才能继续执行。

原理

join方法的原理就是调用相应线程的wait方法进行等待操作。例如A线程中调用了B线程的join方法，则相当于在A线程中调用了B线程的wait方法，当B线程执行完（或者到达等待时间），B线程会自动调用自身的notifyAll方法唤醒A线程，从而达到同步的目的。

1.4 interrupt（中断）

线程的中断(interrupt)只是设置了线程的中断状态，不能简单认为是停止线程。

一个线程对象上调用interrupt()方法，只设置了中断标志位，真正有影响的是wait，join，sleep方法，以及可中断的通道上的 I/O 阻塞操作方法，当然包括它们的重载方法。这些方法会抛出InterruptedException， 而不是interrupt()。

注，获锁的阻塞过程中是不能被中断的。

使用方式

1. 不仅仅是停止，还可以是唤醒。如 Thread.sleep(一天)，突然想提前结束，调用interrupt()方法就是唯一手段，只有改变它的中断状态，让它从sleep中将控制权转到处理异常的catch语句中，然后再由catch中的处理转换到正常的逻辑。同样，对于join中的线程你也可以这样处理。

原理

如果一个线程处于了阻塞状态（如线程调用了thread.sleep、thread.join、thread.wait、1.5中的condition.await、以及可中断的通道上的 I/O 操作方法后可进入阻塞状态），则在线程在检查中断标示时如果发现中断标示为true，则会在这些阻塞方法（sleep、join、wait、1.5中的condition.await及可中断的通道上的 I/O 操作方法）调用处抛出InterruptedException异常，并且在抛出异常后立即将线程的中断标示位清除，即重新设置为false。抛出异常是为了线程从阻塞状态醒过来，并在结束线程前让程序员有足够的时间来处理中断请求。