(一)线程与锁

丶灬走出姿态 提交于 2020-03-07 19:25:17

一、线程的基本概念

1.1单线程

简单的说,单线程就是进程中只有一个线程。单线程在程序执行时,所走的程序路径按照连续顺序排下来,前面的必须处理好,后面的才会执行。

1.2多线程

由一个以上线程组成的程序称为多线程程序。常见的多线程程序如:GUI应用程序、I/O操作、网络容器等。

Java中,一定是从主线程开始执行(main方法),然后在主线程的某个位置启动新的线程。

 

 

二、线程的基本操作

2.1创建

Java中创建多线程有两种方法:

1.继承java.lang.Thread

上述代码中,MyThread类继承了类java.lang.Thread,并覆写了run方法。主线程从main方法开始执行,当主线程执行至t.start()时,启动新线程(注意此处是调用了start方法,不是run方法),新线程会并发执行自身的run方法。

 

2.实现java.lang.Runnable接口

上述代码中,MyThread类实现了java.lang.Runnable接口,并覆写了run方法,其它与继承java.lang.Thread完全相同。实际上,java.lang.Thread类本身也实现了Runnable接口,只不过Thread类的run方法主体里是空的,通常被子类覆写。

注意:主线程执行完成后,如果还有子线程正在执行,程序也不会结束。只有当所有线程都结束时(不包含Daemon Thread),程序才会结束。

 

 

2.2暂停

Java中线程的暂停是调用Thread类的sleep方法(类方法)。该方法会使当前正在执行的线程暂停指定的时间,如果线程持有锁,sleep方法结束前并不会释放该锁。

上述代码中,当main线程调用Thread.sleep(1000)后,线程会被暂停,如果被interrupt,则会抛出InterruptedException异常。

 

 

2.3互斥

java中线程的共享互斥操作,会使用synchronized关键字。线程共享互斥的架构称为监视(monitor),而获取锁有时也称为"持有(own)监视"。

每个锁在同一时刻,只能由一个线程持有。

注意:synchronized方法或声明执行期间,如程序遇到任何异常或return,线程都会释放锁。

 

1、synchronized方法

注:synchronized实例方法采用this锁(即当前对象)去做线程的共享互斥。

注:synchronized类方法采用类对象锁(即当前类的类对象)去做线程的共享互斥。如上述示例中,采用类class(继承自java.lang.Class)作为锁。

 

2、synchronized声明

注:synchronized声明可以采用任意锁,上述示例中,分别采用了对象锁(this)和类锁(something.class)。

 

 

2.4中断

Thread类有一个interrupt方法,该方法直接对线程调用。当被interrupt的线程正在sleep或wait时,会抛出InterruptedException异常。

事实上,interrupt方法只是改变目标线程的中断状态(interrupt status),而那些会抛出InterruptedException异常的方法,如wait、sleep、join等,都是在方法内部不断地检查中断状态的值。

  • interrupt方法

Thread实例方法:必须由其他线程获取被调用线程的实例后,进行调用。实际上,只是改变了被调用线程的内部中断状态。

  • Thread.interrupted方法

Thread类方法:必须在当前执行线程内调用,该方法返回当前线程的内部中断状态,然后清除中断状态(置为false)。

  • isInterrupted方法

Thread实例方法:用来检查指定线程的中断状态。当线程为中断状态时,会返回true;否则返回false。

 

 

 

2.5协调

1、wait set / wait

wait set是一个虚拟的概念,每个Java类的实例都有一个wait set,当对象执行wait方法时,当前线程就会暂停,并进入该对象的wait set。

当发生以下事件时,线程才会退出wait set:

①有其它线程以notify方法唤醒该线程。

②有其它线程以notifyAll方法唤醒该线程。

③有其它线程以interrupt方法唤醒该线程。

④wait方法已到期。

注:当前线程若要执行obj.wait()则必须先获取该对象锁。当线程进入wait set后,就已经释放了该对象锁。

 

2、notify方法

notify方法相当于从wait set中挑出一个线程并唤醒。

下图中线程A在当前实例对象的wait set中等待,此时线程B必须拿到同一实例的对象锁,才能调用notify方法唤醒wait set中的任意一个线程。

注:线程B调用notify方法后,并不会立即释放锁,会有一段时间差。

 

 

3、notifyAll方法

notifyAll方法相当于将wait set中的所有线程都唤醒。

 

4、总结

wait、notify、notifyAll这三个方法都是java.lang.Object类的方法(注意,不是Thread类的方法)。

若线程没有拿到当前对象锁就直接调用对象的这些方法,都会抛出java.lang.illegalMonitorStateException异常。

  • obj.wait()是把当前线程放到obj的wait set。
  • obj.notify()是从obj的wait set里唤醒一个线程。
  • obj.notifyAll()是唤醒所有在obj的wait set里的线程。

 

 

三、线程的状态转移

  • 当创建一个Thread子类或实现Runnable接口类的实例时,线程进入【新建】状态;
  • 调用实例的start方法后,线程进入【就绪】状态;
  • 系统会在某一时刻自动调度处于【就绪】状态的线程,被调度的线程会调用run方法,进入【运行】状态;
  • 线程执行完run方法后,进入【死亡】状态;
  • 处于【死亡】状态的线程,在某一时刻,会被JVM垃圾回收;
  • 处于【运行】状态的线程,若调用了Thread.yield方法,会回到【就绪】状态,等待再次被调度;
  • 处于【运行】状态的线程,若调用了wait方法,进入【阻塞】状态,会进入wait set并一直等待,知道被其它线程通过notify、notifyAll、interrupt方法唤醒;
  • 处于【运行】状态的线程,若调用了Thread.sleep方法,会进入【阻塞】状态,无法继续向下执行。当sleep时间结束或被interrupt时,会回到【就绪】;
  • 处于【运行】状态的线程,若遇到阻塞I/O操作,也会停止等待I/O完成,进入【阻塞】状态,然后回到【就绪】状态;

 

 

借鉴学习自

https://segmentfault.com/a/1190000015555859

https://blog.csdn.net/tongxuexie/article/details/80145663

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