java并发编程基础—生命周期与线程控制

一、线程生命周期

线程被创建启动以后，他既不是一启动就进入执行状态，也不是一直处于执行状态，在线程的生命周期中，它要经过新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)五种状态

1、新建状态

当程序使用new关键字创建了一个线程后，该线程就处于新建状态

2、就绪状态

当线程对象调用了start()方法之后，该线程就处于就绪状态，java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器。

这个状态中的线程并没有开始执行线程，只是表示该线程可以运行了，至于何时运行，取决于JVM线程调度器调度。

3、运行状态

如果处于就绪状态的线程获得了CPU，开始执行run()方法的线程执行体，则该线程处于运行状态。

4、阻塞状态

当运行状态的线程发生如下情况时，线程会进入阻塞状态:

    (1)线程调用sleep()方法主动放弃所占用的处理器资源。

    (2)线程调用了一个阻塞式IO方法，在该方法返回之前，该线程被阻塞

    (3)线程试图获得一个同步监视器，但该同步监视器正被其他线程所持有。

    (4)线程在等待某个通知(notify)

    (5)程序调用了线程的suspend()方法将线程挂起，这个方法在jdk1.6中已经过时，它容易导致死锁，不建议使用。

针对上面阻塞状态，当发生下面特定情况可以解除阻塞状态:

    (1)sleep()方法经过了指定时间。

    (2)阻塞式IO方法已经返回

    (3)线程成功获得了一个同步监视器。

    (4)线程在等待某个通知时，其他线程发出了一个通知

    (5)处于挂起的线程被调用了resume()恢复方法

5、线程死亡

线程结束后就处于死亡状态，有三种结束方式：

    (1)run()或call()方法执行完成，线程正常结束

    (2)线程抛出一个未捕获的Exception或者Error

    (3)直接调用线程的stop()方法结束线程——容易死锁，不建议使用

isAlive()方法可以判断线程是否死亡，当处于就绪、运行、阻塞状态时返回true,处于新建、死亡状态时返回false。

已经死亡的线程不能重新启动，否则引发IllegalThreadStateException。

二、控制线程

java线程提供了一些简便的工具方法，利用这些方法可以很好的控制线程

1、join()

join()方法：让一个线程等待一个线程完成。

package threadtest;
public class ThreadTest implements Runnable { 
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<30;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
         
    }
     
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         
        ThreadTest target1 = new ThreadTest();
        Thread t1 = new Thread(target1,"t1");
        t1.start();
        for(int i=0;i<30;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            //开始主线程和t1线程并发执行，当main线程的i到15时，调用了t1线程的join方法，
            //此时主线程等待t1线程，直到t1结束时才跑main，
            //join后,主线程处于阻塞状态
            if(i == 15) {
                t1.join();
            }
        }
    }
 
}

2、线程睡眠 sleep()

如果需要让当前线程暂停一段时间，则可以使用sleep()方法

package threadtest;
 
import java.time.LocalTime;
 
public class ThreadTest implements Runnable {
 
     
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<30;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i +" "+ LocalTime.now());
            if(i == 15){
                try {
                    Thread.sleep(10000);//10s
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
     
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         
        ThreadTest target1 = new ThreadTest();
        Thread t1 = new Thread(target1,"t1");
        t1.start();
    }
}

3、线程让步 yield()

yield()方法会让线程直接进入就绪状态，主要作用就是让当前线程暂停一下。完全有可能线程yield()后，线程调度器又将该线程调度出来执行。

yield()暂停后，只有优先级与当前线程相同或者优先级比当前线程更高的处于就绪状态的线程才有机会获得执行机会。

package threadtest;
 
import java.time.LocalTime;
 
public class ThreadTest implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<30;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i +" "+ LocalTime.now());
            if(i == 15){
                Thread.yield();//线程让步
            }
        }
    }
     
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         
        ThreadTest target1 = new ThreadTest();
        Thread t1 = new Thread(target1,"t1");
        t1.start();
        for(int i=0;i<10;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i +" "+ LocalTime.now());
        }
    }
}

sleep()和yield()方法的区别

    (1)sleep暂停后会给其他线程机会，不会理会其他线程的优先级，但yield只给优先级相同或者更高的线程机会

    (2)sleep将线程转为阻塞状态，yield将线程转为就绪状态

    (3)sleep方法声明抛出了InterruptedException异常，所以用sleep要么捕捉该异常，要么抛出该异常。

    (4)sleep比yield有更好的移植性，通常不建议使用yield方法来控制并发线程的执行

线程的优先级

    每个线程执行时都有一定的优先级，优先级高的线程能获得更多的执行机会。每个线程的默认优先级与创建它的父线程优先级相同。默认情况下，main线程具有普通优先级

Thread类中 setPriority(int newPriority)和getPriority()方法分别设置和获取线程的优先级。

setPriority(int newPriority)的参数是一个整数，范围1-10；也可以是三个静态常量

MAX_PRIORITY:10

MIN_PRIORITY:1

NORM_PRIORITY:5

package threadtest;
 
import java.time.LocalTime;
 
public class ThreadTest implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<30;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i +" "+ LocalTime.now());
            if(i == 15){
                Thread.yield();
            }
        }
    }
     
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         
        ThreadTest target1 = new ThreadTest();
        Thread t1 = new Thread(target1,"t1");
        Thread t2 = new Thread(target1,"t2");
        t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//设置优先级
        t1.start();
        t2.start();
    }
}