java线程进阶

一、线程的生命周期

      这里所说的线程的生命周期，也是根据Thread类里面的方法来定义的。JDK API 1.6里和生命周期有关的方法有一些几个：

      1、interrupt()：中断线程。

      2、interrupted()：测试当前线程是否已经中断。

      3、isInterrupted()：测试线程是否已经中断。

      4、join()：等待该线程终止。

      5、join(long millis)：等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。

      6、join(long millis, int nanos)：等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒 + nanos 纳秒。

      7、run()：如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的，则调用该 Runnable 对象的 run 方法；否则，该方法不执行任何操作并返回。

      8、sleep(long millis, int nanos)： 在指定的毫秒数加指定的纳秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。

      9、start()： 使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。

      10、yield()：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

      11、isAlive()： 测试线程是否处于活动状态。

      对于官方已经弃用不建议使用的方法没有列举，从这些方法中可以看出，目前的java线程生命周期有开始运行、睡眠、等待、中断、暂停，但是没有了重新开始。Java的线程是不能重启的，也就是说，当线程的run()方法执行到最后一行，退出之后，这个线程就结束了，不能再通过start()方法重启启动这个线程，只能重新构造一个线程对象，再调用其start()方法来启动，但这个对象和原来那个对象已经不同了。

     线程在建立后并不马上执行run方法中的代码，而是处于等待状态。线程处于等待状态时，可以通过Thread类的方法来设置线程不各种属性，如线程的优先级（setPriority）、线程名(setName)和线程的类型（setDaemon）等。当调用start方法后，线程开始执行run方法中的代码。线程进入运行状态。可以通过Thread类的isAlive方法来判断线程是否处于运行状态。当线程处于运行状态时，isAlive返回true，当isAlive返回false时，可能线程处于等待状态，也可能处于停止状态。

<SPAN style="FONT-FAMILY: SimSun">public class LifeCycle extends Thread
{
    public void run()
    {
        int n = 0;
        while ((++n) < 1000);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        LifeCycle thread1 = new LifeCycle();
        System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());
        thread1.start();
        System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());
        thread1.join();  // 等线程thread1结束后再继续执行
        System.out.println("thread1已经结束!");
        System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());
    }
}  </SPAN>

public class LifeCycle extends Thread  
{  
    public void run()  
    {  
        int n = 0;  
        while ((++n) < 1000);          
    }  
       
    public static void main(String[] args) throws Exception  
    {  
        LifeCycle thread1 = new LifeCycle();  
        System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());  
        thread1.start();  
        System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());  
        thread1.join();  // 等线程thread1结束后再继续执行   
        System.out.println("thread1已经结束!");  
        System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());  
    }  
}  

要注意一下，在上面的代码中使用了join方法，这个方法的主要功能是保证线程的run方法完成后程序才继续运行，上面代码的运行结果：

isAlive: false
isAlive: true
thread1已经结束!
isAlive: false

  一但线程开始执行run方法，就会一直到这个run方法执行完成这个线程才退出。但在线程执行的过程中，可以通过两个方法使线程暂时停止执行。这两个方法是yield和sleep。thread.yield()在多线程程序中,为了防止某线程独占CPU资源(这样其它的线程就得不到"响应"了).可以让当前执行的线程"休息"一下.但是这种thread.yield() 调用,并不保证下一个运行的线程就一定不是该线程.而使用sleep使线程休眠后，只能在设定的时间后使线程处于就绪状态（在线程休眠结束后，线程不一定会马上执行，只是进入了就绪状态，等待着系统进行调度）。在使用sleep时要注意，不能在一个线程中来休眠另一个线程。如main方法中使用thread.sleep(2000)方法是无法使thread线程休眠2秒的，而只能使主线程休眠2秒。在使用sleep方法时有四点需要注意：

1. sleep方法有两个重载形式，其中一个重载形式不仅可以设毫秒，而且还可以设纳秒(1,000,000纳秒等于1毫秒)。但大多数操作系统平台上的Java虚拟机都无法精确到纳秒，因此，如果对sleep设置了纳秒，Java虚拟机将取最接近这个值的毫秒。

2. 在使用sleep方法时必须使用throws或try{...}catch{...}。因为run方法无法使用throws，所以只能使用try{...}catch{...}。当在线程休眠的过程中，使用interrupt方法（这个方法将在2.3.3中讨论）中断线程时sleep会抛出一个InterruptedException异常。

3. sleep()使当前线程进入停滞状态，所以执行sleep()的线程在指定的时间内肯定不会执行；yield()只是使当前线程重新回到可执行状态，所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。

4. sleep()可使优先级低的线程得到执行的机会，当然也可以让同优先级和高优先级的线程有执行的机会；yield()只能使同优先级的线程有执行的机会。

<SPAN style="FONT-FAMILY: SimSun">class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public void run(){
for(int i=0; i<4; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
//Thread.yield();　（1）
/* （2） */
try{
Thread.sleep(3000);
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}}}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
} </SPAN>

class TestThreadMethod extends Thread{  
public static int shareVar = 0;  
public TestThreadMethod(String name){  
super(name);  
}  
public void run(){  
for(int i=0; i<4; i++){  
System.out.print(Thread.currentThread().getName());  
System.out.println(" : " + i);  
//Thread.yield();　（1）  
/* （2） */  
try{  
Thread.sleep(3000);  
}  
catch(InterruptedException e){  
System.out.println("Interrupted");  
}}}  
}  
public class TestThread{  
public static void main(String[] args){  
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");  
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");  
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);  
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);  
t1.start();  
t2.start();  
}  
} 

运行结果为：

t1 : 0
t1 : 1
t2 : 0
t1 : 2
t2 : 1
t1 : 3
t2 : 2
t2 : 3

由结果可见，通过sleep()可使优先级较低的线程有执行的机会。注释掉代码（2），并去掉代码（1）的注释，结果为：

t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t2 : 0
t2 : 1
t2 : 2
t2 : 3

可见，调用yield()，不同优先级的线程永远不会得到执行机会。

有二种方法可以使终止线程。

1.  使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止。

2.  使用interrupt方法中断线程。

1. 使用退出标志终止线程

当run方法执行完后，线程就会退出。但有时run方法是永远不会结束的。如在服务端程序中使用线程进行监听客户端请求，或是其他的需要循环处理的任务。在这种情况下，一般是将这些任务放在一个循环中，如while循环。如果想让循环永远运行下去，可以使用while(true){...}来处理。但要想使while循环在某一特定条件下退出，最直接的方法就是设一个boolean类型的标志，并通过设置这个标志为true或false来控制while循环是否退出。下面给出了一个利用退出标志终止线程的例子。

<SPAN style="FONT-FAMILY: SimSun">public class ThreadFlag extends Thread
{
    public volatile boolean exit = false;

    public void run()
    {
        while (!exit);
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        ThreadFlag thread = new ThreadFlag();
        thread.start();
        sleep(5000); // 主线程延迟5秒
        thread.exit = true;  // 终止线程thread
        thread.join();
        System.out.println("线程退出!");
    }
}  </SPAN>

public class ThreadFlag extends Thread  
{  
    public volatile boolean exit = false;  
 
    public void run()  
    {  
        while (!exit);  
    }  
    public static void main(String[] args) throws Exception  
    {  
        ThreadFlag thread = new ThreadFlag();  
        thread.start();  
        sleep(5000); // 主线程延迟5秒  
        thread.exit = true;  // 终止线程thread  
        thread.join();  
        System.out.println("线程退出!");  
    }  
}  

在上面代码中定义了一个退出标志exit，当exit为true时，while循环退出，exit的默认值为false。在定义exit时，使用了一个Java关键字volatile，这个关键字的目的是使exit同步，也就是说在同一时刻只能由一个线程来修改exit的值，

2. 使用interrupt方法终止线程

使用interrupt方法来终端线程可分为两种情况：

（1）线程处于阻塞状态，如使用了sleep方法。

（2）使用while(!isInterrupted()){...}来判断线程是否被中断。

在第一种情况下使用interrupt方法，sleep方法将抛出一个InterruptedException例外，而在第二种情况下线程将直接退出。下面的代码演示了在第一种情况下使用interrupt方法。

<SPAN style="FONT-FAMILY: SimSun">public class ThreadInterrupt extends Thread
{
    public void run()
    {
        try
        {
            sleep(50000);  // 延迟50秒
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        Thread thread = new ThreadInterrupt();
        thread.start();
        System.out.println("在50秒之内按任意键中断线程!");
        System.in.read();
        thread.interrupt();
        thread.join();
        System.out.println("线程已经退出!");
    }
}  </SPAN>

public class ThreadInterrupt extends Thread  
{  
    public void run()  
    {  
        try 
        {  
            sleep(50000);  // 延迟50秒  
        }  
        catch (InterruptedException e)  
        {  
            System.out.println(e.getMessage());  
        }  
    }  
    public static void main(String[] args) throws Exception  
    {  
        Thread thread = new ThreadInterrupt();  
        thread.start();  
        System.out.println("在50秒之内按任意键中断线程!");  
        System.in.read();  
        thread.interrupt();  
        thread.join();  
        System.out.println("线程已经退出!");  
    }  
}  

上面代码的运行结果如下：

在50秒之内按任意键中断线程!

sleep interrupted

线程已经退出!

在调用interrupt方法后， sleep方法抛出异常，然后输出错误信息：sleep interrupted。注意：在Thread类中有两个方法可以判断线程是否通过interrupt方法被终止。一个是静态的方法interrupted()，一个是非静态的方法isInterrupted()，这两个方法的区别是interrupted用来判断当前线是否被中断，而isInterrupted可以用来判断其他线程是否被中断。因此，while (!isInterrupted())也可以换成while (!Thread.interrupted())。

                                        

线程的状态（State）

　　新生状态（New）： 当一个线程的实例被创建即使用new关键字和Thread类或其子类创建一个线程对象后，此时该线程处于新生(new)状态，处于新生状态的线程有自己的内存空间，但该线程并没有运行，此时线程还不是活着的（not alive）；

　　就绪状态（Runnable）： 通过调用线程实例的start()方法来启动线程使线程进入就绪状态(runnable)；处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但还没有被分配到CPU即不一定会被立即执行，此时处于线程就绪队列，等待系统为其分配CPCU，等待状态并不是执行状态； 此时线程是活着的（alive）；

　　运行状态（Running）： 一旦获取CPU(被JVM选中)，线程就进入运行(running)状态，线程的run()方法才开始被执行；在运行状态的线程执行自己的run()方法中的操作，直到调用其他的方法而终止、或者等待某种资源而阻塞、或者完成任务而死亡；如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到线程的等待状态；此时线程是活着的（alive）；

　　阻塞状态（Blocked）：通过调用join()、sleep()、wait()或者资源被暂用使线程处于阻塞(blocked)状态；处于Blocking状态的线程仍然是活着的（alive）

　　死亡状态（Dead）：当一个线程的run()方法运行完毕或被中断或被异常退出，该线程到达死亡(dead)状态。此时可能仍然存在一个该Thread的实例对象，当该Thready已经不可能在被作为一个可被独立执行的线程对待了，线程的独立的call stack已经被dissolved。一旦某一线程进入Dead状态，他就再也不能进入一个独立线程的生命周期了。对于一个处于Dead状态的线程调用start()方法，会出现一个运行期(runtime exception)的异常；处于Dead状态的线程不是活着的（not alive）。

 线程状态图

       

Ø线程的方法（Method）、属性（Property）

1）优先级（priority）

每个类都有自己的优先级，一般property用1-10的整数表示，默认优先级是5，优先级最高是10；优先级高的线程并不一定比优先级低的线程执行的机会高，只是执行的机率高；默认一个线程的优先级和创建他的线程优先级相同；

2）Thread.sleep()/sleep(long millis)

当前线程睡眠/millis的时间（millis指定睡眠时间是其最小的不执行时间，因为sleep(millis)休眠到达后，无法保证会被JVM立即调度）；sleep()是一个静态方法(static method) ，所以他不会停止其他的线程也处于休眠状态；线程sleep()时不会失去拥有的对象锁。 作用：保持对象锁，让出CPU，调用目的是不让当前线程独自霸占该进程所获取的CPU资源，以留一定的时间给其他线程执行的机会；

3）Thread.yield()

  让出CPU的使用权，给其他线程执行机会、让同等优先权的线程运行（但并不保证当前线程会被JVM再次调度、使该线程重新进入Running状态），如果没有同等优先权的线程，那么yield()方法将不会起作用。

4）thread.join()

 使用该方法的线程会在此之间执行完毕后再往下继续执行。

5）object.wait()

  当一个线程执行到wait()方法时，他就进入到一个和该对象相关的等待池(Waiting Pool)中，同时失去了对象的机锁—暂时的，wait后还要返还对象锁。当前线程必须拥有当前对象的锁，如果当前线程不是此锁的拥有者，会抛出IllegalMonitorStateException异常,所以wait()必须在synchronized block中调用。

6）object.notify()/notifyAll()

  唤醒在当前对象等待池中等待的第一个线程/所有线程。notify()/notifyAll()也必须拥有相同对象锁，否则也会抛出IllegalMonitorStateException异常。

7）Synchronizing Block

 Synchronized Block/方法控制对类成员变量的访问；Java中的每一个对象都有唯一的一个内置的锁，每个Synchronized Block/方法只有持有调用该方法被锁定对象的锁才可以访问，否则所属线程阻塞；机锁具有独占性、一旦被一个Thread持有，其他的Thread就不能再拥有（不能访问其他同步方法），方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。

 

 

【借鉴于】：

http://blog.csdn.net/wangjinyu501/article/details/8787066