一 、線程和進(jìn)程

1. 什么是線程和進(jìn)程的區(qū)別:
線程是指程序在執(zhí)行過(guò)程中，能夠執(zhí)行程序代碼的一個(gè)執(zhí)行單元。在java語(yǔ)言中，線程有四種狀態(tài)：運(yùn)行 、就緒、掛起和結(jié)束。
進(jìn)程是指一段正在執(zhí)行的程序。而線程有事也被成為輕量級(jí)的進(jìn)程，他得程序執(zhí)行的最小單元，一個(gè)進(jìn)程可以擁有多個(gè)線程，各個(gè)線程之間共享程序的內(nèi)功空間（代碼段、數(shù)據(jù)段和堆空間）及一些進(jìn)程級(jí)的資源（例如打開(kāi)的文件），但是各個(gè)線程都擁有自己的?？臻g。
2. 為何要使用多進(jìn)程
在操作系統(tǒng)級(jí)別上來(lái)看主要有以下幾個(gè)方面：
- 使用多線程可以減少程序的響應(yīng)時(shí)間，如果某個(gè)操作和耗時(shí)，或者陷入長(zhǎng)時(shí)間的等待，此時(shí)程序講不會(huì)響應(yīng)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)等的操作，使用多線程后可以把這個(gè)耗時(shí)的線程分配到一個(gè)單獨(dú)的線程去執(zhí)行，從而使程序具備了更好的交互性。
- 與進(jìn)程相比，線程創(chuàng)建和切換開(kāi)銷更小，同時(shí)多線程在數(shù)據(jù)共享方面效率非常高。
- 多CPU或者多核計(jì)算機(jī)本身就具備執(zhí)行多線程的能力，如果使用單個(gè)進(jìn)程，將無(wú)法重復(fù)利用計(jì)算機(jī)資源，造成資源的巨大浪費(fèi)。在多CPU計(jì)算機(jī)使用多線程能提高CPU的利用率。
- 使用多線程能簡(jiǎn)化程序的結(jié)構(gòu)，使程序便于理解和維護(hù)

二、創(chuàng)建線程
多線程的實(shí)現(xiàn)一般有以下三種方法其中前兩種為最常用的方法：
1. 繼承Thread類，重寫(xiě)run()方法
Thread本質(zhì)上也是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的一個(gè)實(shí)例。需要注意的是調(diào)用start()方法后并不是是立即的執(zhí)行多線程的代碼，而是使該線程變?yōu)榭蛇\(yùn)行態(tài)，什么時(shí)候運(yùn)行多線程代碼是由操作系統(tǒng)決定的。
以下是主要步驟：
（1）定義Thread類的子類，并重寫(xiě)該類的run方法，該run方法的方法體就代表了線程要完成的任務(wù)。因此把run()方法稱為執(zhí)行體。
（2）創(chuàng)建Thread子類的實(shí)例，即創(chuàng)建了線程對(duì)象。
（3）調(diào)用線程對(duì)象的start()方法來(lái)啟動(dòng)該線程。

public class TestThread extends Thread{ 
  public void run() {
      System.out.println("Hello World");
    } 
  public static void main(String[] args) {
    Thread mThread = new TestThread();
    mThread.start(); 
  } 
}

2. 實(shí)現(xiàn)Runnable接口，并實(shí)現(xiàn)該接口的run()方法
以下是主要步驟：
（1）自定義類并實(shí)現(xiàn)Runnable接口，實(shí)現(xiàn)run()方法。
（2）創(chuàng)建Thread子類的實(shí)例，用實(shí)現(xiàn)Runnable接口的對(duì)象作為參數(shù)實(shí)例化該Thread對(duì)象。
（3）調(diào)用Thread的start()方法來(lái)啟動(dòng)該線程。

public class TestRunnable implements Runnable {
  public void run() { 
      System.out.println("Hello World");
    } 
}

public class TestRunnable {
  public static void main(String[] args) {
    TestRunnable mTestRunnable = new TestRunnable();   
    Thread mThread = new Thread(mTestRunnable);
    mThread.start(); 
  } 
}

3. 實(shí)現(xiàn)Callable接口，重寫(xiě)call()方法
Callable接口實(shí)際是屬于Executor框架中的功能類，Callable接口與Runnable接口的功能類似，但提供了比Runnable更強(qiáng)大的功能，主要表現(xiàn)為以下的3點(diǎn)：
（1）Callable可以在任務(wù)接受后提供一個(gè)返回值，Runnable無(wú)法提供這個(gè)功能。
（2）Callable中的call()方法可以拋出異常，而Runnable的run()方法不能拋出異常。
（3）運(yùn)行Callable可以拿到一個(gè)Future對(duì)象，F(xiàn)uture對(duì)象表示伊布計(jì)算的結(jié)果，他提供了檢查計(jì)算是否完成的方法。由于線程屬于異步計(jì)算模型，因此無(wú)法從別的線程中得到函數(shù)的返回值，在這種情況下就可以使用Future來(lái)監(jiān)視目標(biāo)線程調(diào)用call()方法的情況，但調(diào)用Future的get()方法以獲取結(jié)果時(shí)，當(dāng)前線程就會(huì)阻塞，知道call()方法的返回結(jié)果。

public class TestCallable { 
  //創(chuàng)建線程類
  public static class MyTestCallable implements Callable { 
    public String call() throws Exception { 
       retun "Hello World";
      } 
    } 
public static void main(String[] args) { 
    MyTestCallable mMyTestCallable= new MyTestCallable(); 
    ExecutorService mExecutorService = Executors.newSingleThreadPool(); 
    Future mfuture = mExecutorService.submit(mMyTestCallable); 
    try { 
    //等待線程結(jié)束，并返回結(jié)果
      System.out.println(mfuture.get()); 
    } catch (Exception e) { 
      e.printStackTrace();
    } 
  } 
} 

上述程序的輸出結(jié)果為：Hello World

在這三種方式中，一般推薦實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式，其原因是：首先，Thread類定義了多種方法可以被派生類使用重寫(xiě)，但是只有run()方法是必須被重寫(xiě)的，實(shí)現(xiàn)這個(gè)線程的主要功能，這也是實(shí)現(xiàn)Runnable接口需要的方法。其次，一個(gè)類應(yīng)該在他們需要加強(qiáng)或者修改時(shí)才會(huì)被繼承。因此如果沒(méi)有必要重寫(xiě)Thread類的其他方法，那么在這種情況下最好是用實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式。

三、中斷線程
當(dāng)線程的run()方法執(zhí)行方法體中的最后一條語(yǔ)句后，并經(jīng)由執(zhí)行return語(yǔ)句返回時(shí)，或者出現(xiàn)在方法中沒(méi)有捕獲的異常時(shí)線程將終止。在java早期版本中有一個(gè)stop方法，其他線程可以調(diào)用它終止線程，但是這個(gè)方法現(xiàn)在已經(jīng)被棄用了。
interrupt方法可以用來(lái)請(qǐng)求終止線程，當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用interrupt方法時(shí)，線程的中斷狀態(tài)將被置位。這是沒(méi)有個(gè)線程都具有的boolean標(biāo)志，每個(gè)線程都應(yīng)該不時(shí)的檢查這個(gè)標(biāo)志，來(lái)判斷線程是否被中斷。
要想弄清線程是否被置位，可以調(diào)用Thread.currentThread().isInterrupted()：

while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
do something
}

但是如果一個(gè)線程被阻塞，就無(wú)法檢測(cè)中斷狀態(tài)。這是產(chǎn)生InterruptedException的地方。當(dāng)一個(gè)被阻塞的線程（調(diào)用sleep或者wait)上調(diào)用interrupt方法。阻塞調(diào)用將會(huì)被InterruptedException中斷。
如果每次迭代之后都調(diào)用sleep方法（或者其他可中斷的方法），isInterrupted檢測(cè)就沒(méi)必要也沒(méi)用處了，如果在中斷狀態(tài)被置位時(shí)調(diào)用sleep方法，它不會(huì)休眠反而會(huì)清除這一狀態(tài)并拋出InterruptedException。所以如果在循環(huán)中調(diào)用sleep,不要去檢測(cè)中斷狀態(tài)，只需捕獲InterruptedException。
在很多發(fā)布的代碼中會(huì)發(fā)現(xiàn)InterruptedException被抑制在很低的層次上：

void myTask(){
...
try{
sleep(50)
}catch(InterruptedException e){
...
}
}

不要這樣做，如果不認(rèn)為catch中做一處理有什么好處的話，有兩種合理的選擇：

在catch中調(diào)用Thread.currentThread().interrup()來(lái)設(shè)置中斷狀態(tài)。調(diào)用者可以對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)
更好的選擇用throw InterruptedException標(biāo)記你的方法，不采用try語(yǔ)句塊來(lái)捕獲已成。這樣調(diào)用者可以捕獲這個(gè)異常：

void myTask()throw InterruptedException{
sleep(50)
}

四、線程的狀態(tài)

（1）. 新建狀態(tài)（New）：新創(chuàng)建了一個(gè)線程對(duì)象。
（2）. 就緒狀態(tài)（Runnable）：線程對(duì)象創(chuàng)建后，其他線程調(diào)用了該對(duì)象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運(yùn)行線程池中，變得可運(yùn)行，等待獲取CPU的使用權(quán)。
（3）. 運(yùn)行狀態(tài)（Running）：就緒狀態(tài)的線程獲取了CPU，執(zhí)行程序代碼。
（4）. 阻塞狀態(tài)（Blocked）：阻塞狀態(tài)是線程因?yàn)槟撤N原因放棄CPU使用權(quán)，暫時(shí)停止運(yùn)行。直到線程進(jìn)入就緒狀態(tài)，才有機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)到運(yùn)行狀態(tài)。阻塞的情況分三種：
- 等待阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行wait()方法，JVM會(huì)把該線程放入等待池中。
- 同步阻塞：運(yùn)行的線程在獲取對(duì)象的同步鎖時(shí)，若該同步鎖被別的線程占用，則JVM會(huì)把該線程放入鎖池中。
- 其他阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行sleep()或join()方法，或者發(fā)出了I/O請(qǐng)求時(shí)，JVM會(huì)把該線程置為阻塞狀態(tài)。當(dāng)sleep()狀態(tài)超時(shí)、join()等待線程終止或者超時(shí)、或者I/O處理完畢時(shí)，線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。
（5）. 死亡狀態(tài)（Dead）：線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結(jié)束生命周期。

五、線程的優(yōu)先級(jí)和守護(hù)線程

1. 線程優(yōu)先級(jí)
在java中，每一個(gè)線程有一個(gè)優(yōu)先級(jí)，默認(rèn)情況下，一個(gè)線程繼承它父類的優(yōu)先級(jí)?？梢杂胹etPriority方法提高或降低任何一個(gè)線程優(yōu)先級(jí)?？梢詫?yōu)先級(jí)設(shè)置在MIN_PRIORITY（在Thread類定義為1）與MAX_PRIORITY（在Thread類定義為10）之間的任何值。線程的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)為NORM_PRIORITY（在Thread類定義為5）。
盡量不要依賴優(yōu)先級(jí)，如果確實(shí)要用，應(yīng)該避免初學(xué)者常犯的一個(gè)錯(cuò)誤。如果有幾個(gè)高優(yōu)先級(jí)的線程沒(méi)有進(jìn)入非活動(dòng)狀態(tài)，低優(yōu)先級(jí)線程可能永遠(yuǎn)也不能執(zhí)行。每當(dāng)調(diào)度器決定運(yùn)行一個(gè)新線程時(shí)，首先會(huì)在具有搞優(yōu)先級(jí)的線程中進(jìn)行選擇，盡管這樣會(huì)使低優(yōu)先級(jí)的線程完全餓死。

2. 守護(hù)線程

調(diào)用setDaemon(true);將線程轉(zhuǎn)換為守護(hù)線程。守護(hù)線程唯一的用途就是為其他線程提供服務(wù)。計(jì)時(shí)線程就是一個(gè)例子，他定時(shí)發(fā)送信號(hào)給其他線程或者清空過(guò)時(shí)的告訴緩存項(xiàng)的線程。當(dāng)只剩下守護(hù)線程時(shí)，虛擬機(jī)就退出了，由于如果只剩下守護(hù)線程，就沒(méi)必要繼續(xù)運(yùn)行程序了。
另外JVM的垃圾回收、內(nèi)存管理等線程都是守護(hù)線程。還有就是在做數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用時(shí)候，使用的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，連接池本身也包含著很多后臺(tái)線程，監(jiān)控連接個(gè)數(shù)、超時(shí)時(shí)間、狀態(tài)等等。

以上就是關(guān)于Java多線程的線程定義、狀態(tài)和屬性，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助。

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