一、線程

線程是操作系統(tǒng)調度的最小單元，多線程同時執(zhí)行，可以提高程序性能 。

1. 什么是線程

操作系統(tǒng)運行一個程序，就會創(chuàng)建一個進程，在一個進程里可以創(chuàng)建多個線程，因此線程也叫做輕量級進程 。

2. 線程帶來了什么好處

現代處理器都是多核的，程序運行過程中能夠創(chuàng)建多個線程，而一個線程在一個時刻只能運行在一個處理器核心上，如果一個單線程程序在運行時只能使用一個處理器核心，那么再多的處理器核心加入也無法顯著提升該程序的執(zhí)行效率。

3. 線程基礎

（1）優(yōu)先級 —— setPriority(int)

線程優(yōu)先級決定線程需要多或者少分配一些處理器資源的線程屬性

設置線程優(yōu)先級時，針對頻繁阻塞（休眠或者I/O操作）的線程需要設置較高優(yōu)先級，而偏重計算（需要較多CPU時間或者偏運算）的線程則設置較低的優(yōu)先級，確保處理器不會被獨占。

程序正確性不能依賴于優(yōu)先級高低 —— 不同操作系統(tǒng)有不同的處理方式

（2）狀態(tài)

New 初始態(tài)\ Running 運行態(tài) \ Blocked 阻塞態(tài) \Waiting 等待態(tài)\ TimeWaiting 超時等待態(tài)\ Terminated 終止態(tài)

注： Java將操作系統(tǒng)中的運行和就緒兩個狀態(tài)合并稱為運行狀態(tài)

阻塞狀態(tài)是線程阻塞在進入synchronized關鍵字修飾的方法或代碼塊（獲取鎖）時的狀態(tài)，但是阻塞在java.concurrent包中Lock接口的線程狀態(tài)卻是等待狀態(tài)，因為java.concurrent包中Lock接口對于阻塞的實現均使用了LockSupport類中的相關方法。

（3）Daemon 線程 —— setDaemon(true)

支持型線程，用作程序中臺調度以及支持性工作 當一個Java虛擬機中不存在非Daemon線程的時候，Java虛擬機將會退出

（4）線程的啟動和終止

新構造的線程對象是由其parent線程來進行空間分配的，child線程繼承了parent是否為Daemon、優(yōu)先級和加載資源的contextClassLoader以及可繼承的ThreadLocal，同時還會分配一個唯一的ID來標識這個child線程，至此，一個能夠運行的線程對象就初始化好了。

start()方法的含義是：當前線程（即parent線程）同步告知Java虛擬機，只要線程規(guī)劃器空閑，應立即啟動調用start()方法的線程

（5）中斷

Thread.currentThread().isInterrupted()

• 中斷可以理解為線程的一個標識位屬性，它表示一個運行中的線程是否被其他線程進行了中斷操作；
• 中斷狀態(tài)是線程的一個標識位，中斷操作是一種簡便的線程間交互方式，這種交互方式適合用來取消或停止任務
• 除了中斷以外，還可以利用一個boolean變量來控制是否需要停止任務并終止該線程

4. volatile和synchronized關鍵字

volatile

告知程序任何對該變量的訪問均需要從共享內存中獲取，而對它的改變必須同步刷新回共享內存，它能保證所有線程對變量訪問的可見性。

synchronized

關鍵字synchronized可以修飾方法或者以同步塊的形式來進行使用，它主要確保多個線程在同一個時刻，只能有一個線程處于方法或者同步塊中，它保證了線程對變量訪問的可見性和排他性。

本質是對一個對象的監(jiān)視器（monitor）進行獲取，而這個獲取過程是排他的，也就是同一時刻只能有一個線程獲取到由synchronized所保護對象的監(jiān)視器

任意一個對象都擁有自己的監(jiān)視器，當這個對象由同步塊或者這個對象的同步方法調用時，執(zhí)行方法的線程必須先獲取到該對象的監(jiān)視器才能進入同步塊或者同步方法，而沒有獲取到監(jiān)視器（執(zhí)行該方法）的線程將會被阻塞在同步塊和同步方法的入口處，進入BLOCKED狀態(tài)。

5. 等待通知

等待/通知機制是指一個線程A調用了對象O的wait()方法進入等待狀態(tài)，而另一個線程B調用了對象O的notify()或者notifyAll()方法，線程A收到通知后從對象O的wait()方法返回，進而執(zhí)行后續(xù)操作。

等待/通知的相關方法是任意Java對象都具備的，因為這些方法被定義在所有對象的超類java.lang.Object上。

• 使用wait()、notify()和notifyAll()時需要先對調用對象加鎖；
• 調用wait()方法后，線程狀態(tài)由RUNNING變?yōu)閃AITING，并將當前線程放置到對象的等待隊列；
• notify()或notifyAll()方法調用后，等待線程依舊不會從wait()返回，需要調用notify()或notifAll()的線程釋放鎖之后，等待線程才有機會從wait()返回；
• notify()方法將等待隊列中的一個等待線程從等待隊列中移到同步隊列中，而notifyAll()方法則是將等待隊列中所有的線程全部移到同步隊列，被移動的線程狀態(tài)由WAITING變?yōu)锽LOCKED；
• 從wait()方法返回的前提是獲得了調用對象的鎖。

synchronized(對象) {
       while(條件不滿足) {
            對象.wait();
       }
       對應的處理邏輯
}
synchronized(對象) {
       改變條件
       對象.notifyAll();
}

（1）Thread.join()

線程A執(zhí)行了thread.join()語句，其含義是：當前線程A等待thread線程終止之后才從thread.join()返回

join() 當線程終止時，會調用線程自身的notifyAll()方法，會通知所有等待在該線程對象上的線程。

（2）ThreadLocal

以ThreadLocal對象為鍵、任意對象為值的存儲結構,一個線程可以根據一個ThreadLocal對象查詢到綁定在這個線程上的一個值。

ThreadLocal 調用耗時統(tǒng)計的功能上，在方法的入口前執(zhí)行begin()方法，在方法調用后執(zhí)行end()方法，好處是兩個方法的調用不用在一個方法或者類中，比如在AOP（面向方面編程）中，可以在方法調用前的切入點執(zhí)行begin()方法，而在方法調用后的切入點執(zhí)行end()方法，這樣依舊可以獲得方法的執(zhí)行耗時。

6. 如何實現等待超時模式

場景：調用一個方法時等待一段時間0，如果該方法能夠在給定的時間段之內得到結果，那么將結果立刻返回，反之，超時返回默認結果 。

解決：對象加鎖 條件循環(huán) 處理邏輯 + 設置超時時間段

應用：超時等待模式可以用來實現 數據庫連接池 中數據庫連接操作超時返回

好處： 保證客戶端線程不會一直掛在連接獲取的操作上，而是“按時”返回，并告知客戶端連接獲取出現問題，是系統(tǒng)的一種自我保護機制，針對昂貴資源（比如數據庫連接）的獲取都應該加以超時限制。

7. 線程池

為什么需要考慮 C/S 架構的程序，如果沒有線程池， 我們客戶端向服務器發(fā)的請求，每個請求創(chuàng)建一個線程，假設我們有 1 萬個請求， 那么就需要創(chuàng)建 1 萬的線程進行處理。 眾所周知，線程的創(chuàng)建和上下文切換是非常消耗資源的。因此， 需要線程池技術解決這個問題 。

線程池好處

• 消除了頻繁創(chuàng)建和消亡線程的系統(tǒng)資源開銷
• 面對過量任務的提交能夠平緩的劣化

線程池的默認實現

使用一個線程安全的工作隊列連接工作者線程和客戶端線程。

線程池種類

newSingleThreadExecutor newFixedThreadPool newCachedThreadPool ： 提高執(zhí)行許多短暫的異步任務的程序的性能

線程池應用：

簡單的 Web 服務器 常用的Java Web服務器，如Tomcat、Jetty，在其處理請求的過程中都使用到了線程池技術。

因為我們不能一個一個請求的順序處理，這樣的話，估計就沒有用戶會想用了 ?，F代的瀏覽器可以并發(fā)發(fā)送多個請求， 服務器可以并發(fā)處理多個請求 。

線程池中線程數量設置

線程池中線程數量并不是越多越好，具體的數量需要評估每個任務的處理時間，以及當前計算機的處理器能力和數量。使用的線程過少，無法發(fā)揮處理器的性能；使用的線程過多，將會增加系統(tǒng)的無故開銷，起到相反的作用。

（（線程等待時間+線程CPU時間）/線程CPU時間 ）* CPU數目

線程池可能出現的問題

• 使用默認的無界的阻塞隊列，任務過多，導致阻塞隊列炸了 OOM 使用newFixedThreadPool創(chuàng)建的線程池默認的是無界的阻塞隊列，如果任務過多，會導致OOM問題。因此，建議自定義線程池，使用指定長度的阻塞隊列
• 線程池創(chuàng)建線程過多，導致JVM無法創(chuàng)建出更多線程，從而導致OOM 使用newCachedThreadPool創(chuàng)建的線程池時，其對線程數量沒有規(guī)定，如果某個業(yè)務的請求特別多，也會導致OOM （因為 newCachedThreadPool 創(chuàng)建的線程沒有規(guī)定數量，完全由 JVM 能創(chuàng)建的線程數量而定）
• 不同業(yè)務共享線程池，導致次要邏輯拖主要邏輯
• 線程池拒絕策略 使用不合理的拒絕策略，可能會導致阻塞問題 。比如使用 DiscardPolicy 或者 DiscardOldestPolicy 策略 并且 被拒絕的任務調用 get() 方法，那么調用線程就會一直被阻塞 （FutureTask的狀態(tài)大于COMPLETING才會返回，要不然都會一直阻塞等待。），這也和 get() 方法本身的問題有關，其不帶超時時間，可能會導致阻塞 。
• Spring 內置線程池 （使用內置線程池一定要注意其時如何創(chuàng)建銷毀線程的）
• 自定義命名
• 線程池參數 —— 最佳線程數量，每個都要好好配置，做到心中有數
• 異常問題 （submit 不會直接拋出異常， execute 可以 ，最好是try…catch捕獲 ）
• 忘記關閉

到此這篇關于淺談Java并發(fā)編程中的線程的文章就介紹到這了,更多相關Java中的線程內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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