Java多線程總結（一）多線程基礎

　　多線程是Java學習的很是重要的方面，是每一個Java程序員必須掌握的基本技能。本文只是多線程細節、本質的總結，並沒有代碼例子入門，不適合初學者理解。初學者學習多線程，建議一邊看書、看博文，以便寫代碼嘗試。

　　轉載請註明出處——http://www.cnblogs.com/zrtqsk/p/3776328.html謝謝！

1、進程

　　進程是操做系統結構的基礎；是一次程序的執行；是一個程序及其數據在處理機上順序執行時所發生的活動。操做系統中，幾乎全部運行中的任務對應一條進程（Process）。一個程序進入內存運行，即變成一個進程。進程是處於運行過程當中的程序，而且具備必定獨立功能。描述進程的有一句話很是經典——進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。

　　進程是系統中獨立存在的實體，擁有本身獨立的資源，擁有本身私有的地址空間。進程的實質，就是程序在多道程序系統中的一次執行過程，它是動態產生，動態消亡的，具備本身的生命週期和各類不一樣的狀態。進程具備併發性，它能夠同其餘進程一塊兒併發執行，按各自獨立的、不可預知的速度向前推動。　

（注意，併發性（concurrency）和並行性（parallel）是不一樣的。並行指的是同一時刻，多個指令在多臺處理器上同時運行。併發指的是同一時刻只能有一條指令執行，但多個進程指令被被快速輪換執行，看起來就好像多個指令同時執行同樣。）

　　進程由程序、數據和進程控制塊三部分組成。

 

 

2、線程

　　線程，有時被稱爲輕量級進程(Lightweight Process，LWP），是程序執行流的最小單元。一個標準的線程由線程ID，當前指令指針(PC），寄存器集合和堆棧組成。另外，線程是進程中的一個實體，是被系統獨立調度和分派的基本單位，線程本身不擁有系統資源，只擁有一點兒在運行中必不可少的資源，但它可與同屬一個進程的其它線程共享進程所擁有的所有資源。一個線程能夠建立和撤消另外一個線程，同一進程中的多個線程之間能夠併發執行。因爲線程之間的相互制約，導致線程在運行中呈現出間斷性。每個程序都至少有一個線程，若程序只有一個線程，那就是程序自己。

　　 線程是程序中一個單一的順序控制流程。在單個程序中同時運行多個線程完成不一樣的工做，稱爲多線程。

 　  在Java Web中要注意，線程是JVM級別的，在不中止的狀況下，跟JVM共同消亡，就是說若是一個Web服務啓動了多個Web應用，某個Web應用啓動了某個線 程，若是關閉這個Web應用，線程並不會關閉，由於JVM還在運行，因此別忘了設置Web應用關閉時中止線程。

 

3、線程狀態  

 　　

 

（圖片出處：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3479024.html）

 線程共包括如下5種狀態。
1. 新建狀態(New)         : 線程對象被建立後，就進入了新建狀態。此時它和其餘Java對象同樣，僅僅由Java虛擬機分配了內存，並初始化其成員變量值。

2. 就緒狀態(Runnable): 也被稱爲「可執行狀態」。線程對象被調用了該對象的start()方法，該線程處於就緒狀態。Java虛擬機會爲其建立方法調用棧和程序計數器。處於就緒狀態的線程，隨時可能被CPU調度執行，取決於JVM中線程調度器的調度。

3. 運行狀態(Running) : 線程獲取CPU權限進行執行。須要注意的是，線程只能從就緒狀態進入到運行狀態。

4. 阻塞狀態(Blocked)  : 阻塞狀態是線程由於某種緣由放棄CPU使用權，暫時中止運行。直到線程進入就緒狀態，纔有機會轉到運行狀態。阻塞的狀況分三種：
    (01) 等待阻塞 -- 經過調用線程的wait()方法，讓線程等待某工做的完成。
    (02) 同步阻塞 -- 線程在獲取synchronized同步鎖失敗(由於鎖被其它線程所佔用)，它會進入同步阻塞狀態。
    (03) 其餘阻塞 -- 經過調用線程的sleep()或join()或發出了I/O請求時，線程會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程從新轉入就緒狀態。

5. 死亡狀態(Dead)    : 線程執行完了、因異常退出了run()方法或者直接調用該線程的stop()方法（容易致使死鎖，如今已經不推薦使用），該線程結束生命週期。

 

 

4、wait()、notify()、nofityAll()方法 

　　在Object.java中，定義了wait(), notify()和notifyAll()等方法。

　　wait()的做用是讓當前線程進入等待狀態，同時，wait()也會讓當前線程釋放它所持有的鎖。

　　而 notify()和notifyAll()的做用，則是喚醒當前對象上的等待線程；notify()是喚醒單個線程，而notifyAll()是喚醒全部的線程。

Object類中關於等待/喚醒的API詳細信息以下：
　　notify()        -- 喚醒在此對象監視器上等待的單個線程，使其進入「就緒狀態」。　　
　　notifyAll()   -- 喚醒在此對象監視器上等待的全部線程，使其進入「就緒狀態」。
　　wait()                                     -- 讓當前線程處於「等待(阻塞)狀態」，「直到其餘線程調用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法」，當前線程被喚醒(進入「就緒狀態」)。
　　wait(long timeout)                 -- 讓當前線程處於「等待(阻塞)狀態」，「直到其餘線程調用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超過指定的時間量」，當前線程被喚醒(進入「就緒狀態」)。
　　wait(long timeout, int nanos) -- 讓當前線程處於「等待(阻塞)狀態」，「直到其餘線程調用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其餘某個線程中斷當前線程，或者已超過某個實際時間量」，當前線程被喚醒(進入「就緒狀態」)。

 wait()的做用是讓「當前線程」等待（會釋放鎖），而「當前線程」是指正在cpu上運行的線程！

 此處，http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3479224.html例子講的很是詳細。

 

 

5、yield()、sleep()、join()和interrupt()方法  

一、yield()　

　　yield()是Thread類的靜態方法。它能讓當前線程暫停，但不會阻塞該線程，而是由「運行狀態」進入到「就緒狀態」，從而讓 其它具備相同優先級的等待線程獲取執行權；可是，並不能保證在當前線程調用yield()以後，其它具備相同優先級的線程就必定能得到執行權；也有多是 當前線程又進入到「運行狀態」繼續運行！

　　值得注意的是，yield()方法不會釋放鎖。

 

二、sleep()

　　sleep()是Thread類的靜態方法。該方法聲明拋出了InterrupedException異常。因此使用時，要麼捕捉，要麼聲明拋出。

　　有2種重載方式：

——static void sleep(long millis)　　:　　讓當前正在執行的線程暫停millis毫秒，並進入阻塞狀態，該方法受到系統計時器和線程調度器的精度和準度的影響。

——static void sleep(long millis , int nanos)　　：　　讓當前正在執行的線程暫停millis毫秒加nanos微秒，並進入阻塞狀態，該方法受到系統計時器和線程調度器的精度和準度的影響。

　　sleep() 的做用是讓當前線程休眠，即當前線程會從「運行狀態」進入到「休眠(阻塞)狀態」。sleep()會指定休眠時間，線程休眠的時間會大於/等於該休眠時間；在線程從新被喚醒時，它會由「阻塞狀態」變成「就緒狀態」，從而等待cpu的調度執行。經常使用來暫停程序的運行。　　

　　同時注意，sleep()方法不會釋放鎖。

 

三、join()

　　join() 是Thread的一個實例方法。表示，當某個程序執行流中調用其餘線程的join方法時，調用線程將被阻塞，直到被join的線程執行完畢。

有3種重載的形式：

——join()　　:　　等待被join的線程執行完成

——join(long millis)　　：　　等待被join的線程的時間最長爲millis毫秒，若在millis毫秒內，被join的線程還未執行結束，則不等待。

——join(long millis , int nanos)　　:　　等待被join的線程的時間最長爲millis毫秒加nanos微秒，若在此時間內，被join的線程還未執行結束，則不等待。

即當前線程內，用某個線程對象調用join()後，會使當前線程等待，直到該線程對象的線程運行完畢，原線程纔會繼續運行。

 

四、interrupt()　　　

　　咱們常常經過判斷線程的中斷標記來控制線程。　 　

　　interrupt()是Thread類的一個實例方法，用於中斷本線程。這個方法被調用時，會當即將線程的中斷標誌設置爲「true」。因此當中斷處於「阻塞狀態」的線程時，因爲處於阻塞狀態，中斷標記會被設置爲「false」，拋出一個 InterruptedException。因此咱們在線程的循環外捕獲這個異常，就能夠退出線程了。

　　interrupt()並不會中斷處於「運行狀態」的線程，它會把線程的「中斷標記」設置爲true，因此咱們能夠不斷經過isInterrupted()來檢測中斷標記，從而在調用了interrupt()後終止線程，這也是一般咱們對interrupt()的用法。

　　Interrupted()是Thread類的一個靜態方法，它返回一個布爾類型指明當前線程是否已經被中斷，isInterrupted()是Thread類的實例方法，返回一個布爾類型來判斷線程是否已經被中斷。它們都可以用於檢測對象的「中斷標記」。區別是，interrupted()除了返回中斷標記以外，它還會清除中斷標記(即將中斷標記設爲false)；而isInterrupted()僅僅返回中斷標記。

 

 

6、 Synchronized關鍵字

一、原理

　　在java中，每個對象有且僅有一個同步鎖。這也意味着，同步鎖是依賴於對象而存在。

　　噹噹前線程調用某對象的synchronized方法時，就獲取了該對象的同步鎖。例如，synchronized(obj)，當前線程就獲取了「obj這個對象」的同步鎖。

　　不一樣線程對同步鎖的訪問是互斥的。也就是說，某時間點，對象的同步鎖只能被一個線程獲取到！經過同步鎖，咱們就能在多線程中，實現對「對象/方法」的互斥訪問。 例如，如今有個線程A和線程B，它們都會訪問「對象obj的同步鎖」。假設，在某一時刻，線程A獲取到「obj的同步鎖」並在執行一些操做；而此時，線程B也企圖獲取「obj的同步鎖」 —— 線程B會獲取失敗，它必須等待，直到線程A釋放了「該對象的同步鎖」以後線程B才能獲取到「obj的同步鎖」從而才能夠運行。

 

二、基本規則

　　第一條 :  當一個線程訪問「某對象」的「synchronized方法」或者「synchronized代碼塊」時，其餘線程對「該對象」的該「synchronized方法」或者「synchronized代碼塊」的訪問將被阻塞。
　　第二條 :  當一個線程訪問「某對象」的「synchronized方法」或者「synchronized代碼塊」時，其餘線程仍然能夠訪問「該對象」的非同步代碼塊。
　　第三條 :  當一個線程訪問「某對象」的「synchronized方法」或者「synchronized代碼塊」時，其餘線程對「該對象」的其餘的「synchronized方法」或者「synchronized代碼塊」的訪問將被阻塞。

 

三、實例鎖和全局鎖

實例鎖 -- 鎖在某一個實例對象上。若是該類是單例，那麼該鎖也具備全局鎖的概念。
               實例鎖對應的就是synchronized關鍵字。
全局鎖 -- 該鎖針對的是類，不管實例多少個對象，那麼線程都共享該鎖。
               全局鎖對應的就是static synchronized（或者是鎖在該類的class或者classloader對象上）。

　　就是說，一個非靜態方法上的synchronized關鍵字，表明該方法依賴其所屬對象。一個靜態方法上synchronized關鍵字，表明該方法依賴這個類自己。

 

 

7、線程優先級和守護線程 

一、線程優先級　　

　　java中的線程優先級的範圍是1～10，默認的優先級是5。每一個線程默認的優先級都與建立它的父線程具備相同的優先級。默認狀況下，mian線程具備普通優先級。「高優先級線程」會優先於「低優先級線程」執行。Thread提供了setPriority(int newPriority)和getPriority()方法來設置和返回線程優先級。

　　Thread類有3個靜態常量：

——MAX_PRIORITY = 10

——MIN_PRIORITY = 1

——NORM_PRIORITY = 5

 

二、守護線程

　　java 中有兩種線程：用戶線程和守護線程。能夠經過isDaemon()方法來區別它們：若是返回false，則說明該線程是「用戶線程」；不然就是「守護線程」。
用戶線程通常用戶執行用戶級任務，而守護線程也就是「後臺線程」，通常用來執行後臺任務。須要注意的是：Java虛擬機在「用戶線程」都結束後會後退出。

 　　守護線程又稱「後臺線程」、「精靈線程」，它有一個特徵——若是全部前臺線程都死亡，後臺線程自動死亡。

　　經過setDaemon(true)來設置一個線程。

 

 

 

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 參考：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/java_threads_category.html

　　《瘋狂Java講義》

 

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