Java并发——线程介绍

前言：

　　互联网时代已经发展到了现在。从以前只考虑小流量到现在不得不去考虑高并发的问题。扯到了高并发的问题就要扯到线程的问题。你是否问过自己，你真正了解线程吗？还是你只知道一些其他博客里写的使用方法。下面让我们先从线程的一些基础开始讲解并发这一个知识体系。

一、线程是什么？

　　首先我们要明白线程是什么，下面是我从百度百科摘过来的概念：

线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程（lightweight processes），但轻量进程更多指内核线程（kernel thread），而把用户线程（user thread）称为线程。

　　这个概念比较晦涩难懂，我们可以这样理解线程表示的就是一条单独的执行流，一个程序可以包括很多子任务，而这些子任务就是一条线程。这个线程有自己的程序执行计数器，也有自己的栈。程序就是一个进程。平常我们所说的多线程不是很多个程序在一起运行，那叫多进程。多线程则是一个程序里面很多个任务在同时执行。（注意：通常多线程在OS底层是通过时间片分配来实现多线程的，实际上每一个时间片只运行了一条线程）

二、怎么创建线程？

1、继承Thread

public class StudyThread extends Thread {     
    @Override 
    public void run() {
        System.out.println("学习多线程");
    }
 }

　　你可以理解run方法就是类似于单线程中的main函数，如果这个线程执行，那么就会从run方法内的第一条语句开始执行到结束。但是线程现在就开始执行了吗？不是的，要让线程启动必须要先创建出StudyThread这个类的对象，而后开始调用start方法。注意：如果我们没有调用start方法，而是直接调用run方法，那你就可以认为只是调用了一个普通方法。程序并没有达到多线程，还是单线程。如果调用了start方法，程序就有了两条执行流，新的执行run方法，旧的就继续执行main函数。

　　如果是在单CPU的机器上，同一时刻只能有一个线程执行，而多CPU的机器同一时刻就可以有多个线程同时执行。当所有线程执行完后程序才退出。

2、实现Runnable接口

　　像我们之前说的设计模式，很多设计模式都涉及到继承，但是Java中只支持单线程。所以我们通常不会用上面的方式，而是去实现Runnable接口。

public class StudyRunnable implements Runnable {    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("hello");
    }
 }

　　其余的和继承Thread一样。但是有一点不同的就是

public static void main(String[] args) {
    Thread studyThread = new Thread(new StudyRunnable());
     studyThread.start();
 }

　　我们需要创建一个线程类，并且传Runnable对象进去。说到底我们操作的还是Thread类，不过是将继承去掉罢了。

三、线程有哪些方法和属性？

　　接下来我们直接看源码来解释

public class Thread implements Runnable {
    //线程初始化入口       
    public Thread(Runnable target) {
        init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
    }
    //初始化方法
    private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize) {
        init(g, target, name, stackSize, null, true);
    }
    
    //真正的初始化方法
    private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc,
                      boolean inheritThreadLocals) {
        if (name == null) {
            throw new NullPointerException("name cannot be null");
        }

        this.name = name;

        Thread parent = currentThread();
        SecurityManager security = System.getSecurityManager();
        if (g == null) {
            /* Determine if it's an applet or not */

            /* If there is a security manager, ask the security manager
               what to do. */
            if (security != null) {
                g = security.getThreadGroup();
            }

            /* If the security doesn't have a strong opinion of the matter
               use the parent thread group. */
            if (g == null) {
                g = parent.getThreadGroup();
            }
        }
 g.checkAccess();

        /*
         * Do we have the required permissions?
         */
        if (security != null) {
            if (isCCLOverridden(getClass())) {
                security.checkPermission(SUBCLASS_IMPLEMENTATION_PERMISSION);
            }
        }

        g.addUnstarted();

        this.group = g;
        this.daemon = parent.isDaemon();
        this.priority = parent.getPriority();
        if (security == null || isCCLOverridden(parent.getClass()))
            this.contextClassLoader = parent.getContextClassLoader();
        else
            this.contextClassLoader = parent.contextClassLoader;
        this.inheritedAccessControlContext =
                acc != null ? acc : AccessController.getContext();
        this.target = target;
        setPriority(priority);
        if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
            this.inheritableThreadLocals =
                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
        /* Stash the specified stack size in case the VM cares */
        this.stackSize = stackSize;

        /* Set thread ID */
        tid = nextThreadID();
    }
}

　　我们注意，在真正的初始化方法中，有以下这些属性会被初始化：

1、Tread类中重要的属性

1.1、name

　　线程的名字默认是Thread-后跟一个编号，可以使用默认，通过getName方法得到，也可以通过setName方法自定义名字。

1.2、group

　　所属线程组，一个线程必然有所属线程组。Thread与ThradGroup的关系就像元素与集合的关系。

1.3、daemon

　　前面我们说过，启动线程就会启动一条单独的执行流，如果整个线程都结束，那么程序就会结束，但是当整个程序只剩下daemon的时候，程序也会退出。daemon线程一般是其他线程的辅助线程，主要作用是负责垃圾回收。

1.4、priority

　　线程中的优先级，从1到10，优先级逐渐升高，默认为5。操作方法是用getPriority，setPriority

1.5、stackSize

　　预期堆栈大小，不指定默认为0，0代表忽略这个属性。与平台相关，不建议使用该属性。

2、Tread类中一些重要的方法

2.1、getState()

　　得到当前线程的线程状态。Thread.State是枚举类型，有NEW（没有调用start的线程状态）、RUNNABLE（调用start后线程在执行run方法且没有阻塞的状态）、BLOCKED（线程被阻塞）、WAITING（线程被阻塞）、TIMED_WAITING（线程被阻塞）、TERMINATED（线程运行结束后的状态） 5种。

2.2、isAlive()

　　线程被启动后，run方法结束前，线程都是活的。

2.3、sleep(),yield(),join()

　　上面三个方法都可以让控制线程的执行，sleep是让线程睡眠的方法，yield是告诉操作系统调用该方法的线程不急着执行，可以先让其他线程执行，当然操作系统可能接受yield的建议，也有可能不接受。join方法则是将其他线程中断，让调用该方法的线程先执行完再执行其他线程，如果这个执行的过程中被中断，就会抛出Interrupted-Exception

四、总结

　　这篇博客只是先简单介绍了一下线程，让我们知道了线程的创建方法，线程初始化的过程，以及线程中一些常用属性和方法。但是这只是Java并发的皮毛。后续会介绍更深入的知识点。