目录
1、Thread 类及常见方法
1.1 Thread 的常见构造方法
1.2 Thread 的几个常见属性
1.3 启动⼀个线程 - start()
1.4 中断⼀个线程
1.5 等待⼀个线程 - join()
1.6 获取当前线程引用
1.7 休眠当前线程
2、线程的状态
2.1 观察线程的所有状态
2.2 线程状态和状态转移的意义
2.3 观察线程的状态和转移
Thread 类是 JVM 用来管理线程的⼀个类,换句话说,每个线程都有⼀个唯⼀的 Thread 对象与之关联。
代码示例:
Thread t1 = new Thread();
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
Thread t3 = new Thread("这是我的名字");
Thread t4 = new Thread(new MyRunnable(), "这是我的名字");
补充:
前台线程的运行会阻止进程的结束;后台线程的运行不会阻止进程的结束。
咱们代码创建的线程,默认就是前台线程,会阻止进程的结束,只要前台线程没执行完,进程就不会结束,即使main已经执行完毕了。
代码举例:
public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { Thread t= new Thread(()->{ for (int i = 0;i < 10;i++) { System.out.println("线程工作"); try{ Thread.sleep(3000); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); t.start(); } }
分析这个代码,当执行到t.start()时,会创建一个新的线程,新的线程去执行循环,而main线程继续自己的后续代码的执行,此时后面已没有代码,则main线程执行完毕,可以通过jonsole工具进行查看,如图:
按照我们之前的理解,main执行完毕,进程就应该结束,但是很明显,该进程依然继续执行,我们可以根据上述代码的运行结果来看:
若我们把 t 线程设为后台线程,结果又是如何呢?
设为后台线程的代码:
public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { Thread t= new Thread(()->{ for (int i = 0;i < 10;i++) { System.out.println("线程工作"); try{ Thread.sleep(1000); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); t.setDaemon(true); t.start(); } }
这时的运行结果如图,可知当线程 t 设为后台线程就不会阻止进程的结束了,当main执行完毕,进程就直接结束了。
补充:
isAlive()该方法表示了内核中的线程(PCB)是否还存在。
java代码中定义的线程对象(Thread)实例,虽然表示一个线程,但这个对象本身的生命周期与内核中的线程PCB生命周期是不完全一样的。
- 当实例化完一个对象 t 时,此时 t 对象有了,但内核pcb还没有创建,所以此时isAlive()是false的。
- 当执行完 t.start() ,这时就真正在内核中创建出pcb,此时isAlive()的值就是true了。
- 当线程run执行完了,此时内核中的线程就结束了(内核pcb就释放了),但是t对象可能还存在,isAlive()的值仍是false。
下面是代码示例:
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我还活着");
Thread.sleep(1 * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我即将死去");
});
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": ID: " + thread.getId());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 名称: " + thread.getName());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 状态: " + thread.getState());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 优先级: " + thread.getPriority());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 后台线程: " + thread.isDaemon());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 活着: " + thread.isAlive());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 被中断: " + thread.isInterrupted());
thread.start();
while (thread.isAlive()) {}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 状态: " + thread.getState());
}
}
运行结果:
调用 start 方法, 才真的在操作系统的底层创建出⼀个线程. 对于同一个Thread对象来说,start只能调用一次。
经典面试题:start 和 run 的区别
用一个代码来说明:
class MyThread8 extends Thread { @Override public void run() { while (true) { System.out.println("hello"); try { Thread.sleep(1000); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public class ThreadDemo8 { public static void main(String[] args) { Thread t = new MyThread8(); //t.run(); //此时是main方法调用run,没有创建新线程,后续的循环执行不到 t.start(); //会创建新的线程,新线程执行run的循环,主线程main继续后续代码 while (true) { System.out.println("hello main"); try { Thread.sleep(1000); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
当创建一个Thread类对象 t 时:
由 t 调用run方法时( t.run() ),并没有创建出一个新的线程,这个操作还是在主线程main中进行的,循环打印hello,此时代码就只能停留在run的循环中了,下方main中的循环执行不到。
若由 t 调用start,这时会创建出一个新的线程,去执行run循环;main线程则继续执行自己的后续循环。
总结:
作用功能不同:
- run方法的作用是描述线程具体要执行的任务;
- start方法的作用是真正的去申请系统线程
运行结果不同:
- run方法是一个类中的普通方法,主动调用和调用普通方法一样,会顺序执行一次;
- start调用方法后, start方法内部会调用Java 本地方法(封装了对系统底层的调用)真正的启动线程,并执行run方法中的代码,run 方法执行完成后线程进入销毁阶段。
接着上面图片张三、李四的例子,李四⼀旦进到工作状态,他就会按照行动指南上的步骤去进行工作,不完成是不会结束的。但有时我们需要增加⼀些机制,例如老板突然来电话了,说转账的对方是个骗子,需要赶紧停⽌转账,那张三该如何通知李四停止呢?这就涉及到我们的停⽌线程的方式了。
示例1: 使用自定义的变量来作为标志位,示例代码:
public class ThreadDemo9 {
private static boolean isQuit = false;
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(()->{
while (!isQuit) {
System.out.println("hello");
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("t结束");
});
t.start();
try {
Thread.sleep(3000);
}catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("让t线程结束");
isQuit = true;
}
}
运行结果:
我们可以看到代码中,将自定义的变量标志位写成了类的静态成员变量,那是否可以写为main方法中的局部变量?
不可以! 当你定义为局部变量时,会发现提示编译错误。
这是因为我们使用了创建线程的lambda表达式方法,lambda表达式有一个语法:变量捕获。
lambda表达式的变量捕获,本质上就是,把外面的变量当作参数传进来(参数是隐藏的)。这个捕获的变量得是 final 修饰的或者“事实final”(虽然没有写final,但是没有修改)。因为此处isQuit是确实要修改的,不能写成final,它也不是事实final,因此将标志位变量isQuit定义为局部变量是行不通的!
那为什么可以定义为成员变量呢?
lambda表达式,本质上是“函数式接口”,匿名内部类。对于内部类,访问外部类的成员是完全可以的,这个事情不受到变量捕获的影响。
Thread 内部包含了⼀个 boolean 类型的变量作为线程是否被中断的标记。
示例代码:
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(()->{
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println("我是一个线程,正在工作");
//interrupt会影响sleep,线程不会结束
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("线程结束");
});
t.start();
try {
Thread.sleep(3000);
}catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("让t线程结束");
t.interrupt();
}
}
运行结果:
可以看到抛出异常,并且线程不会结束,继续往下循环输出。这是因为什么呢?
这是因为存在sleep,在执行sleep的过程中,调用interrupt。大概率sleep休眠时间还没到,被提前唤醒了。
sleep被提前唤醒,会做两件事:
- 抛出InterruptedException,紧接着就会被catch捕获到
- 清除Thread对象的isInterrupted标志位
对于线程不会结束,就是标志位被清除了。我们通过interrupt方法,已经把标志位设为true了,但是sleep提前唤醒操作,又把标志位清除,设为原来的false,所以线程不会结束。
如何解决呢?
要想线程结束,只需要在catch中加上break即可。但此时仍会抛异常,不想抛,就不写输出e.printStackTrace()。
Thread t = new Thread(()->{
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println("我是一个线程,正在工作");
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
break; //加上break,仍会抛异常(不想抛,就不写上面输出e.printStackTrace()),线程会结束
}
}
System.out.println("线程执行完毕");
});
这时的结果:
thread 收到通知的方式有两种:
- 如果线程因为调用 wait/join/sleep 等方法而阻塞挂起,则以 InterruptedException 异常的形式通知,并清除中断标志。当出现 InterruptedException 的时候, 要不要结束线程取决于 catch 中代码的写法,可以选择忽略这个异常,也可以跳出循环结束线程。
- 否则,只是内部的⼀个中断标志被设置,thread 可以通过 Thread.currentThread().isInterrupted() 判断指定线程的中断标志被设置,不清除中断标志。这种方式通知收到的更及时,即使线程正在 sleep 也可以马上收到。
代码示例:
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Runnable target = () -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 我还在⼯作!");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我结束了!")
};
Thread thread1 = new Thread(target, "李四");
Thread thread2 = new Thread(target, "王五");
System.out.println("先让李四开始⼯作");
thread1.start();
thread1.join();
System.out.println("李四⼯作结束了,让王五开始⼯作");
thread2.start();
thread2.join();
System.out.println("王五⼯作结束了");
}
}
这里是几个join方法:
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = Thread.currentThread();
System.out.println(thread.getName());
}
}
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println(System.currentTimeMillis());
Thread.sleep(3 * 1000);
System.out.println(System.currentTimeMillis());
}
}
线程的状态是⼀个枚举类型 Thread.State.
public class ThreadState {
public static void main(String[] args) {
for (Thread.State state : Thread.State.values()) {
System.out.println(state);
}
}
}
大家不要被这个状态转移图吓到,我们重点是要理解状态的意义以及各个状态的具体意思。
观察 1: 关注 NEW 、 RUNNABLE 、 TERMINATED 状态的转换
public class ThreadStateTransfer {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 1000_0000; i++) {}
}, "李四");
System.out.println(t.getName() + ": " + t.getState());;
t.start();
while (t.isAlive()) {
System.out.println(t.getName() + ": " + t.getState());;
}
System.out.println(t.getName() + ": " + t.getState());;
}
}
观察 2: 关注 WAITING 、 BLOCKED 、 TIMED_WAITING 状态的转换
public static void main(String[] args) {
final Object object = new Object();
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}, "t1");
t1.start();
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
System.out.println("hehe");
}
}}, "t2");
t2.start();
}
public static void main(String[] args) {
final Object object = new Object();
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
try {
// [修改这⾥就可以了!!!!!]
// Thread.sleep(1000);
object.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}, "t1");
...
}
使用户jconsole 可以看到 t1 的状态是 WAITING。