Java 线程必须了解的哪些事儿

前言

对于一名 Java 开发者，线程是一个绕不开的话题。尽管线程能有效利用系统资源，提高系统的性能，但在使用过程中也伴随不少的问题。

今天，『知行』就为大家梳理一下，Java 线程中必须要掌握的知识点。

线程的创建方式

在 Java 中，线程的创建方式通常有 4 种方式：

1. 继承 Thread 类，重写 run() 方法，这种方式受限 Java 的单继承，灵活性较差；
2. 实现 Runnable 接口，这种方式可避免继承限制，比较灵活；
3. 实现 Callable 接口，支持获取返回值；
4. 线程池，能够管理线程生命周期；

线程的生命周期

Java 线程的生命周期有 6 个阶段：

1. New（新建）：创建后尚未启动；
2. Runnable（可运行）：调用 start() 后，等待 CPU 时间片；
3. Blocked（阻塞）：等待锁或 I/O 资源（如 synchronized）；
4. Waiting（等待）：主动调用 wait() 或 join() 进入等待；
5. Timed_Waiting（超时等待）：带超时的 sleep() 或 wait(timeout)；
6. Terminated（终止）；run() 执行完毕或异常终止；

死锁的必要条件

如果发生了死锁，必定会满足以下 4 个必要条件（缺一不可）：

1. 互斥条件：资源是独占的，同一时间只能被一个进程（或线程）使用；
2. 请求与保持条件：当一个线程持有至少一个资源的同时，又请求其他线程持有的资源，且不释放已占用的资源。
3. 不可剥夺条件：线程已获得的资源，不能被其他线程强行剥夺，只能由持有者主动释放。
4. 循环等待条件：每个线程都在等待另一个线程占用的资源，形成了一个循环等待链。

当发生死锁时，破坏任意一个条件即可避免死锁。 例如：

1. 破坏互斥条件（通常破坏不了）：允许资源共享；
2. 破坏请求与保持条件：线程一次性申请所有资源；
3. 破坏不可剥夺条件（通常破坏不了）：允许系统强制剥夺资源；
4. 破坏循环等待条件：按顺序申请资源；

线程池运行原理

线程池的工作流程主要分为以下几个阶段：

1. 任务提交，核心线程未满，创建新线程执行；
2. 核心线程已满，则将任务放入任务队列；
3. 任务队列已满，则创建非核心线程执行（直至最大线程数）；
4. 线程和任务队列均满，则会触发拒绝策略；

线程池生命周期

线程池生命周期有 5 种状态：

1. RUNNING（运行状态）：接收新任务并处理队列中的任务；
2. SHUTDOWN（关闭状态）：不接收新任务，但会处理队列中的剩余任务；
3. STOP（停止状态）：不接收新任务，不处理队列任务，并尝试中断正在执行的任务；
4. TIDYING（整理状态）：所有任务已终止，工作线程数为 0；
5. TERMINATED（终止状态）：terminated() 方法执行完毕，线程池完全关闭；

线程池的核心参数

线程池的核心参数共有 7 个：

1. corePoolSize（核心线程数）：即使空闲也不会被回收的线程数量；
2. maximumPoolSize（最大线程数）：线程池允许创建的最大线程数（含核心线程）；
3. keepAliveTime（空闲线程存活时间）：非核心线程空闲时的存活时间（超时后回收）；
4. unit（时间单位）：keepAliveTime 的时间单位（如秒、毫秒）；
5. workQueue（任务队列）：用于缓存未执行任务的阻塞队列；
6. ThreadFactory（线程工厂）：自定义线程创建方式；
7. RejectedExecutionHandler（拒绝策略）：当任务队列满且线程数达到上限时的处理策略；

线程池的拒绝策略

Java 线程池提供了 4 种拒绝策略：

1. CallerRunsPolicy：由提交任务的线程直接执行该任务；
2. AbortPolicy（默认）：抛出 RejectedExecutionException 异常，中断任务提交；
3. DiscardPolicy：静默丢弃新任务，不抛异常也不执行；
4. DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务，然后重新提交当前任务；

知行有话

本期的分享到此结束啦！如果大家认为 Java 线程中还有哪些比较核心的知识点没有提及到，欢迎在评论区留言哦~