Java线程的基本概念和五种状态
1. 线程
1.1 创建线程
创建线程通常有以下三种方式：
实现 Runnable 接口，并重写其 run 方法：
public class J1_Method01 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Main线程的ID为：" + Thread.currentThread().getId());
Thread thread = new Thread(new CustomRunner());
thread.start();
}
}
class CustomRunner implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("CustomRunner线程的ID为：" + Thread.currentThread().getId());
}
}继承自 Thread 类，并重写其 run 方法：
public class J2_Method02 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Main线程的ID为：" + Thread.currentThread().getId());
CustomThread customThread = new CustomThread();
customThread.start();
}
}
class CustomThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("CustomThread线程的ID为：" + Thread.currentThread().getId());
}
}以上两种方式都无法获取线程的返回值，如果想要获取线程的返回值，需要实现 Callable 接口：
public class J3_Method03 {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
Task task = new Task();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(task);
new Thread(futureTask).start();
System.out.println("获得线程返回值：" + futureTask.get());
}
}
class Task implements Callable1.2 线程属性
编号 (ID) ：用于标识线程的唯一编号，只读属性。
名称 (Name)：用于定义线程名称，可读可写。
线程类别 (Daemon)：通过线程的 `setDaemon(boolean on)` 方法进行设置，为 true 表示设置为守护线程，否则为用户线程。用户线程会阻止 Java 虚拟机正常停止，守护线程则不会。通常可以把一些不重要的线程设置为守护线程，比如监控其他线程状态的监控线程，当其他工作线程停止后，虚拟机就可以正常退出。
优先级 (Priority)：Java 线程支持 1 到 10 十个优先级，默认值为 5 。Java 线程的优先级本质上只是给线程调度器一个提示信息，它并不能保证线程一定按照优先级的高低顺序运行，所以它是不可靠的，需要谨慎使用。在 Java 平台中，子线程的优先级默认与其父线程相同。
1.3 线程状态
Java 线程的生命周期分为以下五类状态：
RUNABLE：该状态包括两个子状态：READY 和 RUNING 。处于 READY 状态的线程被称为活跃线程，被线程调度器选中后才开始运行，转化为 RUNING 状态。
BLOCKED：一个线程发起一个阻塞式 IO 操作后（如文件读写或者阻塞式 Socket 读写），或者申请一个由其他线程持有的独占资源（比如锁）时，相应的线程就会处于该状态。
WAITING：线程处于无时间限制的等待状态。
TIMED_WAITING：有时间限制的等待状态，如果在指定时间内并没有执行的特定的操作，则该线程自动转换为 RUNABLE。
TERMINATED：`Thread.run()`正常返回或者由于抛出异常而提前终止，则对应的线程都会处于该终止状态。
各个状态之间的转换关系如下图：
1.4 线程终止
通常线程会随着代码的运行完成而终止，但如果你在线程中进行了死循环操作，此时就需要考虑如何安全地停止线程？虽然 Thread 类提供了 `stop()` 方法，但其已经被标识为废弃，因为 `stop()` 只是暴力的停止线程， 但此时线程中的操作仍可能处于中间状态，此时暴力地停止就可能会产生非预期的结果。想要安全的停止线程，可以通过改变终止标志位的方式来实现：
public class ThreadStop {
private static volatile boolean stopFlag = true;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(() -> {
while (stopFlag) {
try {
Thread.sleep(100);
System.out.println("持续输出");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
thread.start();
Thread.sleep(3 * 1000);
stopFlag = false;
System.out.println("线程终止");
}
}1.5 线程中断
除了终止线程外，JDK 中提供了以下方法用于实现线程中断：
Thread.interrupt() ：用于给目标线程设置中断标志位，但实际上并不能中断线程；
Thread.isInterrupted()：通过检查中断标志位，判断当前线程是否被中断；
Thread.interrupted()：用来判断当前线程的中断状态，同时会清除当前线程的中断标志位。
线程中断与线程终止的区别在于：线程中断只是告诉目标线程，我希望你停止运行，即设置标志位，而线程是否真的停止则是由其自行决定。示例如下：
/**
* interrupt() 只是设置中断标志位，并不能中断线程，所以子线程会持续打印
*/
public class J1_Interrupt {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(() -> {
while (true) {
System.out.println("子线程打印");
}
});
thread.start();
Thread.sleep(10);
thread.interrupt();
}
}
/**
* isInterrupted() 用于检查当前线程是否存在中断标志位，配合interrupt()使用可以中断线程
*/
public class J2_IsInterrupted {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(() -> {
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println("子线程打印");
}
});
thread.start();
Thread.sleep(10);
thread.interrupt();
}
}
/**
* interrupted() 用于判断当前线程的中断状态，并清除当前线程的中断标志位
*/
public class J3_Interrupted {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(() -> {
// 此时由于标志位被清除，此时子线程依然会持续打印
while (!Thread.interrupted() || !Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println("子线程打印");
}
});
thread.start();
Thread.sleep(10);
thread.interrupt();
}
}
2. 基本概念
2.1 变量分类
状态变量 (State Variable) ：即类的实例变量，非共享的静态变量。
共享变量 (Shared Variable) : 即可以被多个线程共同访问的变量。
2.2 竞态
如果多个线程并发的操作共享变量，并且这些操作不全是只读操作，那么它们彼此之间就会存在竞争，这种状态就称为竞态。由于竞态的存在，此时可能存在一个类在单线程的环境下能够正常运转，但在多线程的环境下却运行出错，此时就称这个类是线程不安全的。
public class J1_ThreadUnsafe {
private static int i = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
IncreaseTask task = new IncreaseTask();
Thread thread1 = new Thread(task);
Thread thread2 = new Thread(task);
thread1.start();
thread2.start();
// 等待线程结束再打印返回值
thread1.join();
thread2.join();
System.out.println(i); // 线程不安全，输出总是小于：200000
}
static class IncreaseTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int j = 0; j < 100000; j++) {
inc();
}
}
private void inc() {
i++;
}
}
}