Android系统-线程-java线程

引言

Android的框架应用是java环境的。java天生就是多线程。所以对java线程的理解尤为重要。

概念

线程状态转换图

NEW 初始状态

RUNNABLE 运行状态

BLOCKED 阻塞状态

WAITING 等待状态

TIME_WAITING 超时等待状态

TERMINATED 终止状态

注意：调用obj.wait()的线程需要先获取obj的monitor，wait()会释放obj的monitor并进入等待态。所以wait()/notify()都要与synchronized联用。

阻塞与等待的区别

阻塞：当一个线程试图获取对象锁（非java.util.concurrent库中的锁，即synchronized），而该锁被其他线程持有，则该线程进入阻塞状态。就是说阻塞是一个线程因为等待临界区的锁被阻塞产生的状态。

它的特点是使用简单，由JVM调度器来决定唤醒自己，而不需要由另一个线程来显式唤醒自己，不响应中断。

等待：当一个线程等待另一个线程通知调度器一个条件时，该线程进入等待状态。

它的特点是需要等待另一个线程显式地唤醒自己，实现灵活，语义更丰富，可响应中断。例如调用：Object.wait()、Thread.join()以及等待Lock或Condition。等待 一个线程进入了锁，但是需要等待其他线程执行某些操作

主要方法

start()

新启一个线程执行其run()方法，一个线程只能start一次。主要是通过调用native start0()来实现。

public synchronized void start() {
//判断是否首次启动
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
//启动线程
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }

    private native void start0();

run()

run()方法是不需要用户来调用的，当通过start方法启动一个线程之后，当该线程获得了CPU执行时间，便进入run方法体去执行具体的任务。注意，继承Thread类必须重写run方法，在run方法中定义具体要执行的任务。

sleep()

sleep方法有两个重载版本

sleep(long millis)     //参数为毫秒

sleep(long millis,int nanoseconds)    //第一参数为毫秒，第二个参数为纳秒

sleep相当于让线程睡眠，交出CPU，让CPU去执行其他的任务。

但是有一点要非常注意，sleep方法不会释放锁，也就是说如果当前线程持有对某个对象的锁，则即使调用sleep方法，其他线程也无法访问这个对象。

yield()：调用yield方法会让当前线程交出CPU权限，让CPU去执行其他的线程。它跟sleep方法类似，同样不会释放锁。但是yield不能控制具体的交出CPU的时间，另外，yield方法只能让拥有相同优先级的线程有获取CPU执行时间的机会。

注意，调用yield方法并不会让线程进入阻塞状态，而是让线程重回就绪状态，它只需要等待重新获取CPU执行时间，这一点是和sleep方法不一样的。

join()

join方法有三个重载版本
 

join()
join(long millis)     //参数为毫秒
join(long millis,int nanoseconds)    //第一参数为毫秒，第二个参数为纳秒

join()实际是利用了wait()，只不过它不用等待notify()/notifyAll()，且不受其影响。它结束的条件是：1）等待时间到；2）目标线程已经run完（通过isAlive()来判断）。

public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {
    long base = System.currentTimeMillis();
    long now = 0;

    if (millis < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
    }

    //0则需要一直等到目标线程run完
    if (millis == 0) {
        while (isAlive()) {
            wait(0);
        }
    } else {
        //如果目标线程未run完且阻塞时间未到，那么调用线程会一直等待。
        while (isAlive()) {
            long delay = millis - now;
            if (delay <= 0) {
                break;
            }
            wait(delay);
            now = System.currentTimeMillis() - base;
        }
    }
}

interrupt()

此操作会将线程的中断标志位置位，至于线程作何动作那要看线程了。

如果线程sleep()、wait()、join()等处于阻塞状态，那么线程会定时检查中断状态位如果发现中断状态位为true，则会在这些阻塞方法调用处抛出InterruptedException异常，并且在抛出异常后立即将线程的中断状态位清除，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。
如果线程正在运行、争用synchronized、lock()等，那么是不可中断的，他们会忽略。
可以通过以下三种方式来判断中断：

isInterrupted()
此方法只会读取线程的中断标志位，并不会重置。
interrupted()
此方法读取线程的中断标志位，并会重置。
throw InterruptException
抛出该异常的同时，会重置中断标志位。

notify()

在Java中，notify()和notifyAll()都可以用于线程的唤醒，但它们有以下几个区别：

1. 唤醒数量不同

notify()方法只会随机唤醒等待队列中的一个线程，而notifyAll()方法则会唤醒等待队列中的所有线程。

2. 调用方式不同

notify()和notifyAll()方法都必须在同步代码块中调用，并且必须包含在synchronized块中，且必须是该对象的监视器对象才能够调用。而且只有在获取了锁之后才能调用，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。

3. 竞争情况不同

notify()方法只会唤醒等待队列中的一个线程，并使其与其他线程竞争获取锁，这可能会导致某些线程无法被唤醒或者一直处于等待状态。

notifyAll()方法则会唤醒等待队列中的所有线程，并使它们竞争获取锁，这样可以使所有线程都有机会获取锁并进入运行状态，从而避免了一些线程一直处于等待状态。

因此，在多线程编程中，如果需要唤醒所有等待该对象的线程，则可以使用notifyAll()方法；如果只需要随机唤醒一个等待该对象的线程，则可以使用notify()方法。