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（必须掌握的多线程知识点）认识线程，创建线程，使用Thread的常见方法及属性，以及线程的状态和状态转移的意义
2022-06-26 18:01:00 【一只懐坏旭】
学习多线程
一.认识线程
1.1 概念
我们设想如下场景： 一家公司要去银行办理业务，既要进行财务转账，又要进行福利发放，还得进行缴社保。如果只有张三一个会计就会
忙不过来，耗费的时间特别长。为了让业务更快的办理好，张三又找来两位同事李四、王五一起来帮助他，三个人分
别负责一个事情，分别申请一个号码进行排队，自此就有了三个执行流共同完成任务，但本质上他们都是为了办理一
家公司的业务。此时，我们就把这种情况称为多线程，将一个大任务分解成不同小任务，交给不同执行流就分别排队
执行。其中李四、王五都是张三叫来的，所以张三一般被称为主线程（Main Thread）。
那这个和多进程又有什么区别的，最大的区别就是这些执行流之间是否有资源的共享。比如之前的多进程例子中，每
个客户来银行办理各自的业务，但他们之间的票据肯定是不想让别人知道的，否则钱不就被其他人取走了么。而上面
我们的公司业务中，张三、李四、王五虽然是不同的执行流，但因为办理的都是一家公司的业务，所以票据是共享着的。这个就是多线程和多进程的最大区别。
进程是系统分配资源的最小单位，
线程是系统调度的最小单位。
一个进程内的线程之间是可以共享资源的。
每个进程至少有一个线程存在，即主线程（此处主线程为C语言的入口函数级别的线程）。
我们以前都是写完代码然后直接运行得到结果，那么当你run或者debug时，是启动了什么程序？你知道真实的java进程的运行过程吗？
|
|
.首先运行main方法（本质是调用java包名.类名 来启动java程序——》启动之后就相当于java进程运行起来了）那么接下来进程直接执行代码行输出结果吗？？
当然不是！！
比如此时java程序是在windows上运行，这个java.exe是用C语言编写的，此时java命令代码执行是启动系统main方法，一般是C语言的main入口函数（系统级别的main线程，也就是系统级别的主线程），
执行过程：
1.2 创建线程
方法1： 继承 Thread 类
可以通过继承 Thread 来创建一个线程类，该方法的好处是 this 代表的就是当前线程，不需要通过
Thread.currentThread() 来获取当前线程的引用。
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("这里是线程运行的代码");
}
}
MyThread t = new MyThread();
t.start(); // 线程开始运行 方法二：实现 Runnable 接口
通过实现 Runnable 接口，并且调用 Thread 的构造方法时将 Runnable 对象作为 target 参数传入来创建线程对象。
该方法的好处是可以规避类的单继承的限制；但需要通过 Thread.currentThread() 来获取当前线程的引用
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "这里是线程运行的代码");
}
} Thread t = new Thread(new MyRunnable());
t.start(); // 线程开始运行 方法三：其他变形 方法
// 使用匿名类创建 Thread 子类对象
Thread t1 = new Thread() {
@Override
public void run() {
System.out.println("使用匿名类创建 Thread 子类对象");
}
};
// 使用匿名类创建 Runnable 子类对象
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("使用匿名类创建 Runnable 子类对象");
}
});
// 使用 lambda 表达式创建 Runnable 子类对象
Thread t3 = new Thread(() -> System.out.println("使用匿名类创建 Thread 子类对象"));
Thread t4 = new Thread(() -> {
System.out.println("使用匿名类创建 Thread 子类对象");
});
二.Thread 类及常见方法
Thread 类是 JVM 用来管理线程的一个类，换句话说，每个线程都有一个唯一的 Thread 对象与之关联。
用我们上面的例子来看，每个执行流，也需要有一个对象来描述，类似下图所示，而 Thread 类的对象就是用来描述
一个线程执行流的，JVM 会将这些 Thread 对象组织起来，用于线程调度，线程管理
2.1 Thread 的常见构造方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| Thread() | 创建线程对象 |
| Thread(Runnable target) | 使用 Runnable 对象创建线程对象 |
| Thread(String name) | 创建线程对象，并命名 |
| Thread(Runnable target, String name | 使用 Runnable 对象创建线程对象，并命名 |
| 【了解】Thread(ThreadGroup group,Runnable target | 线程可以被用来分组管理，分好的组即使线程组，这个目前我们了解即可 |
Thread t1 = new Thread();
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
Thread t3 = new Thread("这是我的名字");
Thread t4 = new Thread(new MyRunnable(), "这是我的名字");2.2 Thread 的几个常见属性
| 属性 | 获取方法 |
|---|---|
| ID | getId |
| 名称 | getName |
| 状态 | getState |
| 优先级 | getPriority |
| 是否后台线程 | isDaemon |
| 是否存活 | isAlive |
| 是否被中断 | isInterrupted |
- ID 是线程的唯一标识，不同线程不会重复
- 名称是各种调试工具用到
- 状态表示线程当前所处的一个情况，下面我们会进一步说明
- 优先级高的线程理论上来说更容易被调度到
- 关于后台线程，需要记住一点：JVM会在一个进程的所有非后台线程结束后，才会结束运行。
- 是否存活，即简单的理解，为 run 方法是否运行结束了
- 线程的中断问题，下面我们进一步说明
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我还活着");
Thread.sleep(1 * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我即将死去");
});
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": ID: " + thread.getId());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 名称: " + thread.getName());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 状态: " + thread.getState());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 优先级: " + thread.getPriority());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 后台线程: " + thread.isDaemon());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 活着: " + thread.isAlive());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 被中断: " + thread.isInterrupted());
thread.start();
while (thread.isAlive()) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 状态: " + thread.getState());
}
}
}
2.3 启动一个线程
之前我们已经看到了如何通过覆写 run 方法创建一个线程对象，但线程对象被创建出来并不意味着线程就开始运行
了。
覆写 run 方法是提供给线程要做的事情的指令清单
线程对象可以认为是把 李四、王五叫过来了
而调用 start() 方法，就是喊一声：”行动起来！“，线程才真正独立去执行了
面试题: 一定要注意 run 方法和 start 方法是不同的，启动线程必须要调用 start 方法。！！此处要认识到start是启动某个线程，run是执行线程内部的代码（即线程要做的事情），线程没有启动（start），run方法不会执行到，因为线程只有start才能进入就绪态，等待系统调度，调度到时线程进入运行态，才能执行run方法。
2.4 中断一个线程
例如老板突然来电话了，说转账的对方是个骗子，需要赶紧停止转账，那张三该如何通知李四停止呢？这就涉
及到我们的停止线程的方式了。
目前常见的有以下两种方式：
1. 通过共享的标记来进行沟通
2. 调用 interrupt() 方法来通知
实例1：
此处使用共享标记来实现中断线程（也就是设置布尔变量）
public class ThreadDemo {
private static class MyRunnable implements Runnable {
public volatile boolean isQuit = false;
@Override
public void run() {
while (!isQuit) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 别管我，我忙着转账呢!");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 啊！险些误了大事");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyRunnable target = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(target, "李四");
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 让李四开始转账。");
thread.start();
Thread.sleep(10 * 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 老板来电话了，得赶紧通知李四对方是个骗子！");
target.isQuit = true;
}
} 这种方法虽然可以实现中断线程，但是当线程调用了sleep方法，并且休眠时间较长，就无法及时中断线程了。所以不太提倡。
实例2：
public class Thread2 {
private static class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 两种方法均可以
while (!Thread.interrupted()) {
//while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 别管我，我忙着转账呢!");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 有内鬼，终止交易！");
break;
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 啊！险些误了大事");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyRunnable target = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(target, "李四");
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 让李四开始转账。");
thread.start();
Thread.sleep(10 * 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 老板来电话了，得赶紧通知李四对方是个骗子！");
thread.interrupt();
}
} 重点说明下第二种方法：
通过 thread 对象调用 interrupt() 方法通知该线程停止运行
thread 收到通知的方式有两种：
2.1. 如果线程调用了 wait/join/sleep 等方法而阻塞挂起，则以 InterruptedException 异常的形式通知，清除
中断标志
2.2. 否则，只是内部的一个中断标志被设置，thread 可以通过2.2.1. Thread.interrupted() 判断当前线程的中断标志被设置，清除中断标志
2.2.2. Thread.currentThread().isInterrupted() 判断指定线程的中断标志被设置，不清除中断标志
第二种方式通知收到的更及时，即使线程正在 sleep 也可以马上收到
2.5等待一个线程-join()
有时，我们需要等待一个线程完成它的工作后，才能进行自己的下一步工作。例如，张三只有等李四转账成功，才决
定是否存钱，这时我们需要一个方法明确等待线程的结束。
public class Thread2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Runnable target = () -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": 我还在工作！");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我结束了！");
};
Thread thread1 = new Thread(target, "李四");
Thread thread2 = new Thread(target, "王五");
System.out.println("先让李四开始工作");
thread1.start();
thread1.join();
System.out.println("李四工作结束了，让王五开始工作");
thread2.start();
thread2.join();
System.out.println("王五工作结束了");
}
}
附：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| public void join() | 等待线程结束 |
| public void join(long millis) | 等待线程结束，最多等 millis 毫秒 |
| public void join(long millis, int nanos) | 同理，但可以更高精度 |
2.6 获取当前线程引用
这个方法之前已经使用过了，相信大家一定有了一定的认识了吧
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| public static Thread currentThread(); | 返回当前线程对象的引用 |
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = Thread.currentThread();
System.out.println(thread.getName());
}
} 2.7 休眠当前线程
有一点要记得，因为线程的调度是不可控的，所以，这个方法只能保证休眠时间是大于等于休眠时间的
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| public static void sleep(long millis) throws InterruptedException | 休眠当前线程 millis 毫秒 |
| public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException | 可以更高精度的休眠 |
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println(System.currentTimeMillis());
Thread.sleep(3 * 1000);
System.out.println(System.currentTimeMillis());
}
} 3. 线程的状态
3.1观察线程的所有状态
线程的状态是一个枚举类型 Thread.State
public class ThreadState {
public static void main(String[] args) {
for (Thread.State state : Thread.State.values()) {
System.out.println(state);
}
}
} N
EW
RUNNABLE
BLOCKED
WAITING
TIMED_WAITING
TERMINATED3.2线程状态和状态转移的意义
大家不要被这个状态转移图吓到，我们重点是要理解状态的意义以及各个状态的具体意思。
刚把李四、王五找来，还是给他们在安排任务，没让他们行动起来，就是 NEW 状态；
当李四、王五开始去窗口排队，等待服务，就进入到 RUNNABLE 状态。该状态并不表示已经被银行工作人员开始接
待，排在队伍中也是属于该状态，即可被服务的状态，是否开始服务，则看调度器的调度;
当李四、王五因为一些事情需要去忙，例如需要填写信息、回家取证件、发呆一会等等时，进入 BLOCKED 、 WATING 、 TIMED_WAITING 状态，
如果李四、王五已经忙完，为 TERMINATED 状态。
所以，之前我们学过的 isAlive() 方法，可以认为是处于不是 NEW 和 TERMINATED 的状态都是活着的。
后序继续更新奥！！！
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