Java线程基础

线程具有五中基本状态

新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();

就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；

运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就     绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；

阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

1.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；

2.同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；

3.其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

实现方式：

1.继承Thread类，重写run方法
2.实现Runnable接口，重写run方法，实现Runnable接口的实现类的实例对象作为Thread构造函数的target
3.通过Callable和FutureTask创建线程

1.继承Thread类，重写run方法

public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread:run");
    }

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

2.实现Runnable接口，重写run方法，实现Runnable接口的实现类的实例对象作为Thread构造函数的target

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyRunnable:run");
    }

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

3.通过Callable和FutureTask创建线程

public class MyCallable implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() {
        try {
            System.out.println("MyCallable:run");
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "MyCallable:call";
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
        FutureTask<String> task = new FutureTask<String>(myCallable);
        Thread thread = new Thread(task);
        thread.start();
        try {
            System.out.println(task.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

task.get()的时候阻塞，直到会调用task的线程执行完返回后才继续

线程的操作

sleep,yield,wait,join函数的区别

sleep:线程暂停执行，但不会释放“锁标志”，使用CPU可以调度其它线程。

yield:只是使当前线程重新回到可执行状态，所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。

wait:在synchronized包括的块中使用wait，线程暂停执行，会释放synchronized的“锁标志”。直到其它线程获取锁后调用notify()或notifyAll()后才会唤醒，但是并不会马上执行，需要调用notify()或notifyAll()的线程执行完释放锁后才会执行。

• notify方法只唤醒一个等待（对象的）线程并使该线程开始执行。所以如果有多个线程等待一个对象，这个方法只会唤醒其中一个线程，选择哪个线程取决于操作系统对多线程管理的实现。
• notifyAll 会唤醒所有等待(对象的)线程，尽管哪一个线程将会第一个处理取决于操作系统的实现。如果当前情况下有多个线程需要被唤醒，

        推荐使用notifyAll 方法。比如在生产者-消费者里面的使用，每次都需要唤醒所有的消费者或是生产者，以判断程序是否可以继续往下执行。

join:等待调用的线程执行完后，在继续执行当前线程。

使用sleep和yield例子:

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        Thread.yield();
        try {
            Thread.sleep(3000); //暂停毫秒为单位，可以通过interrupt抛出异常
            System.out.println(Thread.currentThread());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

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

wait使用:

public class MyRunnable implements Runnable {
    private Object value;

    public MyRunnable(Object value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (value) {
            try {
                System.out.println("执行wait");
                value.wait();
                System.out.println(Thread.currentThread());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Object lock = new Object();
        new Thread(new MyRunnable(lock)).start();
        try {
            Thread.sleep(2000);
            synchronized (lock) {
                System.out.println("执行notify");
                lock.notify();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行结果：

可以发现是当线程调用wait后，是主线程调用了notify后，线程才继续执行

join例子:

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
            try {
                System.out.println("执行sleep");
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println(Thread.currentThread());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
        thread.start();
        try {
            thread.join();
            System.out.println("执行join后");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行结果

interrupt操作

这个方法只会给线程设置一个为true的中断标志（中断标志只是一个布尔类型的变量），而设置之后，则根据线程当前的状态进行不同的后续操作。

1. 如果线程的当前状态处于非阻塞状态，那么仅仅是线程的中断标志被修改为true而已；

2. 如果线程的当前状态处于阻塞状态，那么在将中断标志设置为true后，还会有如下三种情况之一的操作：

(1) 如果是wait、sleep以及jion三个方法引起的阻塞，那么会将线程的中断标志重新设置为false，并抛出一个InterruptedException；
(2) 如果是java.nio.channels.InterruptibleChannel进行的io操作引起的阻塞，则会对线程抛出一个ClosedByInterruptedException；（待验证）
(3) 如果是轮询（java.nio.channels.Selectors）引起的线程阻塞，则立即返回，不会抛出异常。（待验证）
如果在中断时，线程正处于非阻塞状态，则将中断标志修改为true,而在此基础上，一旦进入阻塞状态，则按照阻塞状态的情况来进行处理；例如，一个线程在运行状态中，其中断标志被设置为true,则此后，一旦线程调用了wait、jion、sleep方法中的一种，立马抛出一个InterruptedException，且中断标志被清除，重新设置为false。
通过上面的分析，我们可以总结，调用线程类的interrupted方法，其本质只是设置该线程的中断标志，将中断标志设置为true，并根据线程状态决定是否抛出异常。因此，通过interrupted方法真正实现线程的中断原理是：开发人员根据中断标志的具体值，来决定如何退出线程。

参考：https://www.cnblogs.com/zeroingToOne/p/9063116.html

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("执行sleep");
            Thread.sleep(5000); //当在暂停中调用interrupt，就抛出了异常InterruptedException
            System.out.println(Thread.currentThread());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
        thread.start();
        thread.interrupt();
    }
}

执行结果:

setDaemon操作

线程默认false是用户线程，通过setDaemon(true)设置线程为守护线程

只能在start之前设置，不然会报IllegalThreadStateException异常

用户线程和守护线程的区别：

1.主线程结束后用户线程还会继续运行

2.如果没有用户线程，都是守护线程，那么JVM结束。

例子：

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("执行sleep");
            Thread.sleep(5000); //当在暂停中调用interrupt，就抛出了异常InterruptedException
            System.out.println(Thread.currentThread());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("结束程序");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

结果：

可以看到没有等线程thread执行完，程序就结束了