Java中的多线程学习一：线程的状态和属性

 

为了使CPU的时间利用率更高，就有了多进程和多线程机制。如果是单个CPU，那么其实在微观中，还是一次执行一个线程，但是在宏观中，由于CPU的速度很快，就给了我们并发的感觉。

 

在Java中，实现多线程的类是 Thread 类。定义Thread对象有两种方法，一种是直接继承Thread，另一种是实现Runable接口。两者都需要写 run 方法。而且，无论是哪一种方法，生成的线程都是 Thread。也就是说，其实线程类只有一种，那就是Thread。

 

线程有线程自己的特性，多线程提高了CPU利用率的同时，也带来了一些问题。因此，在学习多线程，其实就是学习多线程编程多带来哪些问题，以及如何去解决这些问题，使得多线程能够按照我们的意愿来执行。

 

首先，线程有自己的状态，就像水也有自己的状态一样。水有气态，固态和液态；线程也有自己的状态，除了新建和死亡状态，就有 等待/阻塞 、准备 、和运行 状态。 同样的，这些状态可以转换。线程个状态的转换是：准备可以进入运行，运行也可以进入准备；运行还可以进入等待/阻塞；但是等待/阻塞不能进入运行，等待/阻塞可以进入准备状态。

 

知道了线程有这些状态，再加上控制线程的函数，我们就可以控制线程了，这就叫作线程的调度。

 

• 新建 ：就是利用Thread的构造函数定义一个线程，从此，线程的生命开始了。
• 准备 ：当执行了Thread中的strat方法，及使得线程进入准备状态，随时可以进入运行状态。
• 运行 ：当操作系统的调度器把CPU分给了这个线程，这个线程就进入了运行状态，也就是执行我们在线程中定义的run方法里面的内容。
• 等待/阻塞 ：
  
  1. 当一个线程的继续执行需要一个条件，但是该条件还不成熟，需要调度器来通知。而等待调度器发出通知的这段时间内，线程就进入了等待状态。
  2. 当一个线程访问一个资源的时候，这个资源正被另外的线程访问，而这个资源是加了锁的，之允许一个线程访问。这时候，线程就进入了阻塞状态。
• 死亡：当线程的run方法运行完之后，线程死亡，这是正常死亡；当线程方发生异常而没有捕获时，也会死亡，这是非正常死亡。不管是正常死亡还是非正常死亡，都是死亡

 

线程除了有状态之外，还有自己的属性，这是很自然的，每个对象都有自己的属性。下面是一些重要属性：

 

• 每个线程都有自己的优先级 。Java中的线程有10个优先级。但是结合操作系统来说，每个操作系统的线程优先级的数量各不相同。所以，Java提供了三个常量，分别是MIN_PRIORITY，NORM_PRIORITY，MAX_PRIORITY。
• 守护属性 ：如果线程被标志为守护属性，那么这个线程就是守护线程 。守护线程不能阻止程序的退出，只要没有主线程，程序就结束，而不管守护线程的运行状态。所以，我们一般不在守护线程中做一些主要工作。
  设置线程的守护属性函数为：setDaemon(true)
  
• 未捕获的异常处理器 。前面说了，如果线程抛出的异常没有被捕获，线程就会死亡。这就意味着，在设计线程时，要重视捕获异常。但是，如果没有捕获异常，或者出现了一个异常不到的异常，是不是线程就马上死亡呢？当然不是。
  线程有一个重要的属性，就是未捕获的异常处理器 。
  使用这个方法设置：setUncaughtExceptionHandler(Thread.UncaughtExceptionHandler eh)
  
  如果设置了这个属性，就表示如果有异常没有被捕获，那么就会启动这个处理器来处理这个异常，这样，就加强了我们都线程的处理能力。
  
  这个方法中的传入参数：Thread.UncaughtExceptionHandler是个什么东西呢？
  
  原来，UncaughtExceptionHandler是一个接口。在JDK中了解到：里面只有一个方法需要实现，即unCaughtException(Thread t, Throwalbe e)。
  
  于是，如果在线程中有未被检测的异常中抛出时，线程就会自己查找自己的这个属性，也就是调用getUncaughtExceptionHandler。得到UncaughtExceptionHandler之后，再把该线程和抛出的异常传到这个处理器的unCaughtException方法中，进行异常处理。
  
  因此，我们就可以自己制作线程的未捕获的异常处理器，也就是只要实现UncaughtExceptionHandler接口即可。
  
  可是，我们必须为每个线程都设置这个为捕获的异常处理器属性，是不是太麻烦呢？所以，Java又帮了我们一个忙。
  
  如果我们忘了为每个线程设置UncaughtExceptionHandler的时候，是不是线程抛出为捕获的异常时，就会死亡呢？答案是否定的。当线程抛出未捕获的异常时，而线程又没有设置处理器时，怎么办呢？
  
  这时候，那么这时候的为捕获的异常处理器就变成了ThreadGroup，就是线程组（什么是ThreadGroup，等会再说）。因为线程组实现了UncaughtExceptionHandler。所以，ThreadGroup中也有uncaughtException方法，所以，也可以使用这个ThreadGroup作为处理器，
  
  如果调用了ThreadGroup中的uncaughtException，那么会发生什么？
  
  首先，会查看这个ThreadGroup有没有父线程组，如果有，则调用父线程组的uncaguhtException方法
  否则，则使用全局的线程默认未捕获的异常处理器。
  如果全局的线程默认为捕获异常处理器没有定义。再看该线程没有捕获的异常是不是ThreadDeath的一个实例，如果是，则设么都不做。
  如果不是ThreadDeath，错误信息会被输出到System.err上。
  
  那么，如何设置线程的全局默认为捕获异常处理器呢？
  
  调用Thread的一个静态方法：
  Thread.sedDeafaultUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh)
  
  至此，线程对为捕获异常的处理的过程就是这样：
  
  
  1. 找出线程自己的处理器
  2. 如果找不到线程自己的处理器，则把线程所在的线程组当作处理器，主要是找到线程组中的uncaughtException方法。
  3. 如果找不到此方法，则找到此线程组所属的父线程组的这个方法。
  4. 如果还是找不到，就找线程全局默认的未捕获的异常处理器。
  5. 如果再不行，就看看这个线程没有捕获的异常是不是ThreadDeath，如果是，就什么都不做
           如果不是，就在System.err中输出错误信息。

 

那么，线程组又是什么东东呢？说白了，就是线程的一个集合。在Java中，只有一个默认的线程组，如果需要其他的线程组，就需要自己创建。除了默认 的线程组，其他的线程组都需要有一个父线程组。也就是说，Java中的线程组是树形结构的。

 

Java核心技术卷 写道

“但是从Java SE 5.0起引入了更好的特性用于线程集合的操作，不要在自己的程序中使用线程组。”

 

所以，对线程组的研究就暂告一段落了

 

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听者有心 原创