Java多线程与并发控制

三、线程的几种状态

　　在Java当中，线程通常都有五种状态，创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

　　第一是创建状态。在生成线程对象，并没有调用该对象的start方法，这是线程处于创建状态。

　　第二是就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后，该线程就进入了就绪状态，但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程，此时处于就绪状态。在线程运行之后，从等待或者睡眠中回来之后，也会处于就绪状态。

　　第三是运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程，此时线程就进入了运行状态，开始运行run函数当中的代码。

　　第四是阻塞状态。线程正在运行的时候，被暂停，通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend，wait（两者的区别是是否释放锁）等方法都可以导致线程阻塞。

　　第五是死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后，该线程就会死亡。对于已经死亡的线程，无法再使用start方法令其进入就绪

 

synchronized关键字使用说明

synchronized只能标记非抽象的方法，不能标识成员变量。

要同步静态方法，需要一个用于整个类对象的锁，这个对象是就是这个类（XXX.class)。

例如：

public static synchronized int setName(String name){

      Xxx.name = name;

}

等价于
public static int setName(String name){
      synchronized(Xxx.class){
            Xxx.name = name;
      }
}

1、锁的原理

 

Java中每个对象都有一个内置锁

 

当程序运行到非静态的synchronized同步方法上时，自动获得与正在执行代码类的当前实例（this实例）有关的锁。获得一个对象的锁也称为获取锁、锁定对象、在对象上锁定或在对象上同步。

 

当程序运行到synchronized同步方法或代码块时才该对象锁才起作用。

 

一个对象只有一个锁。所以，如果一个线程获得该锁，就没有其他线程可以获得锁，直到第一个线程释放（或返回）锁。这也意味着任何其他线程都不能进入该对象上的synchronized方法或代码块，直到该锁被释放。

 

释放锁是指持锁线程退出了synchronized同步方法或代码块。

 

关于锁和同步，有一下几个要点：

1）、只能同步方法，而不能同步变量和类；

2）、每个对象只有一个锁；当提到同步时，应该清楚在什么上同步？也就是说，在哪个对象上同步？

3）、不必同步类中所有的方法，类可以同时拥有同步和非同步方法。

4）、如果两个线程要执行一个类中的synchronized方法，并且两个线程使用相同的实例来调用方法，那么一次只能有一个线程能够执行方法，另一个需要等待，直到锁被释放。也就是说：如果一个线程在对象上获得一个锁，就没有任何其他线程可以进入（该对象的）类中的任何一个同步方法。

5）、如果线程拥有同步和非同步方法，则非同步方法可以被多个线程自由访问而不受锁的限制。

6）、线程睡眠时，它所持的任何锁都不会释放。

7）、线程可以获得多个锁。比如，在一个对象的同步方法里面调用另外一个对象的同步方法，则获取了两个对象的同步锁。

8）、同步损害并发性，应该尽可能缩小同步范围。同步不但可以同步整个方法，还可以同步方法中一部分代码块。

9）、在使用同步代码块时候，应该指定在哪个对象上同步，也就是说要获取哪个对象的锁。例如：

    public int fix(int y) {
        synchronized (this) {
            x = x - y;
        }
        return x;
    }

 

当然，同步方法也可以改写为非同步方法，但功能完全一样的，例如：

    public synchronized int getX() {
        return x++;
    }

与

    public int getX() {
        synchronized (this) {
            return x;
        }
    }

效果是完全一样的。

 

在具体的Java代码中需要完成一下两个操作：

把竞争访问的资源类Foo变量x标识为private；

同步哪些修改变量的代码，使用synchronized关键字同步方法或代码。

 

 

      JAVA的多线程是抢占式(preemptive)的，意思是调度机制会为每个线程提供时间片，并且通过强制中断来转换到下一个线程。抢占式的实现方式对线程的个数有一个限制。与其相对的是协作式(cooperative)的，协作式的多任务系统对任务的数量是没有限制的，因为任务是自动让出资源的，并且上下文的转换成本较小。

      线程中断(Interruption):

      线程有以下几种状态：初始态(New), 可运行(Runnable), 阻塞(Blocked), 终止(Dead)。线程被创建的即刻为初始态，系统为线程分配必要的资源，所有的资源就位后，万事具备，只欠东风，此刻进入可运行状态，调度器可随时使线程运行或继续等待(Blocked)；

      处于阻塞状态的线程不能获得CPU 时间，以下事件可以使一个线程进入阻塞状态：

      a) 调用了sleep() 方法(jion()方法等同)

      b) 调用了wait() 方法

      c) 等待同步锁，比如进入synchronized 方法

      d) 等待 I/O

      所谓中断是指CPU终止当前运行的任务，使其让出资源让其他任务操作。java多线程中通常情况下所说的中断，就是从线程的run() 方法跳出来. 当然最直接的方法就是等待 run()方法执行完毕自动退出。但是多数情况下我们的线程都是长任务线程，比如守护线程(伺服线程)，需要长时间不间断运行。一种可选方法是通过控制变量(这个控制变量，通常是全局变量，以便程序在任何时候任何地点都可以访问到，并且对控制变量的操作应当是同步的，在java中我们可以选择使用volatile 变量)。