Thread类相关方法

线程对象
每一个线程都是和类Thread的实例相关联的。在Java中，有两种基本的使用Thread对象的方式，可用来创建并发性程序。
  1.在应用程序需要发起异步任务的时候，只要生成一个Thread对象即可（继承Thread类和实现runnable接口），这样可以直接控制线程的创建并对其进行管理。
  2.把应用程序的任务交给执行器(executor)，这样可以将对线程的管理从程序中抽离出来。

Thread类中的静态方法

Thread类中的静态方法表示操作的线程是"正在执行静态方法所在的代码块的线程"。为什么Thread类中要有静态方法，这样就能对CPU当前正在运行的线程进行操作。下面来看一下Thread类中的静态方法：

1、currentThread()

currentThread()方法返回的是对当前正在执行线程对象的引用。看一个重要的例子，然后得出结论：

public class MyThread04 extends Thread
{
    static
    {
        System.out.println("静态块的打印：" + 
                Thread.currentThread().getName());    
    }
    
    public MyThread04()
    {
        System.out.println("构造方法的打印：" + 
                Thread.currentThread().getName());    
    }
    
    public void run()
    {
        System.out.println("run()方法的打印：" + 
                Thread.currentThread().getName());
    }
}

public static void main(String[] args)
{
    MyThread04 mt = new MyThread04();
    mt.start();
}

看一下运行结果：

静态块的打印：main
构造方法的打印：main
run()方法的打印：Thread-0

这个例子说明了，线程类的构造方法、静态块是被main线程调用的，而线程类的run()方法才是应用线程自己调用的。

1、睡眠  （public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException；）（是Thread类的静态方法）
Thread.sleep(long millis)和Thread.sleep(long millis, int nanos)静态方法强制当前正在执行的线程休眠（暂停执行），以“减慢线程”。该方法的作用是在指定的毫秒内让当前"正在执行的线程"休眠（暂停执行）。这个"正在执行的线程"是关键，指的是Thread.currentThread()返回的线程。根据JDK API的说法，"该线程不丢失任何监视器的所属权"，简单说就是sleep代码上下文如果被加锁了，锁依然在，但是CPU资源会让出给其他线程。
线程睡眠的原因：线程执行太快，或者需要强制进入下一轮，因为Java规范不保证合理的轮换。
睡眠的实现：调用静态方法。
try {
　　Thread.sleep(123);
} catch (InterruptedException e) {
　　e.printStackTrace();
}
睡眠的位置：为了让其他线程有机会执行，可以将Thread.sleep()的调用放线程run()之内。这样才能保证该线程执行过程中会睡眠。

注意：

　　1、线程睡眠是帮助所有线程获得运行机会的最好方法。

　　2、线程睡眠到期自动苏醒，并返回到可运行状态，不是运行状态。sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间。因此，sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后就开始执行。

　　3、sleep()是静态方法，只能控制当前正在运行的线程。

2、线程的优先级和线程让步yield()  （是Thread类的静态方法）

线程的让步是通过Thread.yield()来实现的。yield()方法的作用是：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

要理解yield()，必须了解线程的优先级的概念。线程总是存在优先级，优先级范围在1~10之间。JVM线程调度程序是基于优先级的抢先调度机制。在大多数情况下，当前运行的线程优先级将大于或等于线程池中任何线程的优先级。但这仅仅是大多数情况。

注意：当设计多线程应用程序的时候，一定不要依赖于线程的优先级。因为线程调度优先级操作是没有保障的，只能把线程优先级作用作为一种提高程序效率的方法，但是要保证程序不依赖这种操作。

当线程池中线程都具有相同的优先级，调度程序的JVM实现自由选择它喜欢的线程。这时候调度程序的操作有两种可能：一是选择一个线程运行，直到它阻塞或者运行完成为止。二是时间分片，为池内的每个线程提供均等的运行机会。

设置线程的优先级：线程默认的优先级是创建它的执行线程的优先级。可以通过setPriority(int newPriority)更改线程的优先级。例如：

Thread t = new MyThread();
t.setPriority(8);
t.start();

线程优先级为1~10之间的正整数，JVM从不会改变一个线程的优先级。然而，1~10之间的值是没有保证的。一些JVM可能不能识别10个不同的值，而将这些优先级进行每两个或多个合并，变成少于10个的优先级，则两个或多个优先级的线程可能被映射为一个优先级。

线程默认优先级是5，Thread类中有三个常量，定义线程优先级范围：

static int MAX_PRIORITY
线程可以具有的最高优先级。
static int MIN_PRIORITY
线程可以具有的最低优先级。
static int NORM_PRIORITY
分配给线程的默认优先级。

3、Thread.yield()方法

Thread.yield()方法作用是：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

yield()应该做的是让当前运行线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会。因此，使用yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。

结论：yield()从未导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态。在大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态，但有可能没有效果。

看一下例子：

public class MyThread08 extends Thread
{
    public void run()
    {
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            Thread.yield();
            count = count + i + 1;
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("用时：" + (endTime - beginTime) + "毫秒！");
    }
}

public static void main(String[] args)
{
    MyThread08 mt = new MyThread08();
    mt.start();
}
——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
结果：
用时：3264毫秒！
用时：3299毫秒！
用时：3232毫秒！
用时：3256毫秒！
用时：3283毫秒！
用时：3504毫秒！
用时：3378毫秒！

看到，每次执行的用时都不一样，证明了yield()方法放弃CPU的时间并不确定。

4. isDaeMon、setDaemon(boolean on) （是Thread的实例方法）

讲解两个方法前，首先要知道理解一个概念。Java中有两种线程，一种是用户线程，一种是守护线程。守护线程是一种特殊的线程，它的作用是为其他线程的运行提供便利的服务，最典型的应用便是GC线程。如果进程中不存在非守护线程了，那么守护线程自动销毁，因为没有存在的必要，为别人服务，结果服务的对象都没了，当然就销毁了。理解了这个概念后，看一下例子：

public class MyThread1 extends Thread
{
    private int i = 0;
    
    public void run()
    {
        try
        {
            while (true)
            {
                i++;
                System.out.println("i = " + i);
                Thread.sleep(1000);
            }
        } 
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
public static void main(String[] args)
    {
        try
        {
            MyThread1 mt = new MyThread1();
            mt.setDaemon(true);
            mt.start();
            Thread.sleep(5000);
            System.out.println("我离开thread对象再也不打印了，我停止了！");
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }

————————————————————————————————
结果：
i = 1
i = 2
i = 3
i = 4
i = 5
我离开thread对象再也不打印了，我停止了！
i = 6

要解释一下。我们将MyThread1线程设置为守护线程，看到第6行的那句话，而i停在6不会再运行了。这说明，main线程运行了5秒多结束，而i每隔1秒累加一次，5秒后main线程执行完结束了，MyThread1作为守护线程，main函数都运行完了，自然也没有存在的必要了，就自动销毁了，因此也就没有再往下打印数字。

关于守护线程，有一个细节注意下，setDaemon(true)必须在线程start()之前

5. holdsLock()  　　public static native boolean holdsLock(Object obj);

判断某个线程是否持有对象监视器：Thread类提供了一个holdsLock(Object obj)方法，当且仅当对象obj的监视器被某条线程持有的时候才会返回true，注意这是一个static方法，这意味着"某条线程"指的是当前线程。

Object o = new Object();
@Test
public void test1() throws Exception {
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            synchronized(o) {
                System.out.println("child thread: holdLock: " + 
                    Thread.holdsLock(o));
            }
        }
    }).start();
    System.out.println("main thread: holdLock: " + Thread.holdsLock(o));
    Thread.sleep(2000);
}

main thread: holdLock: false
child thread: holdLock: true

 6. 线程实例对象的 join()方法    public final void join() throws InterruptedException

一、作用

　　Thread类中的join方法的主要作用就是同步，它可以使得线程之间的并行执行变为串行执行。具体看代码：

public class JoinTest {
    public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
        ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
        ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小东");
        t1.start();
        /**join的意思是使得放弃当前线程的执行，并返回对应的线程，例如下面代码的意思就是：
         程序在main线程中调用t1线程的join方法，则main线程放弃cpu控制权，并返回t1线程继续执行直到线程t1执行完毕
         所以结果是t1线程执行完后，才到主线程执行，相当于在main线程中同步t1线程，t1执行完了，main线程才有执行的机会
         */
        t1.join();
        t2.start();
    }

}
class ThreadJoinTest extends Thread{
    public ThreadJoinTest(String name){
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println(this.getName() + ":" + i);
        }
    }
}

上面程序结果是先打印完小明线程，在打印小东线程；　　

上面注释也大概说明了join方法的作用：在A线程中调用了B线程的join()方法时，表示只有当B线程执行完毕时，A线程才能继续执行。注意，这里调用的join方法是没有传参的，join方法其实也可以传递一个参数给它的，具体看下面的简单例子：

public class JoinTest {
    public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
        ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
        ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小东");
        t1.start();
        /**join方法可以传递参数，join(10)表示main线程会等待t1线程10毫秒，10毫秒过去后，
         * main线程和t1线程之间执行顺序由串行执行变为普通的并行执行
         */
        t1.join(10);
        t2.start();
    }

}
class ThreadJoinTest extends Thread{
    public ThreadJoinTest(String name){
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println(this.getName() + ":" + i);
        }
    }
}

上面代码结果是：程序执行前面10毫秒内打印的都是小明线程，10毫秒后，小明和小东程序交替打印。

所以，join方法中如果传入参数，则表示这样的意思：如果A线程中掉用B线程的join(10)，则表示A线程会等待B线程执行10毫秒，10毫秒过后，A、B线程并行执行。需要注意的是，jdk规定，join(0)的意思不是A线程等待B线程0秒，而是A线程等待B线程无限时间，直到B线程执行完毕，即join(0)等价于join()。

二、join与start调用顺序问题

　　上面的讨论大概知道了join的作用了，那么，入股 join在start前调用，会出现什么后果呢？先看下面的测试结果

public class JoinTest {
    public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
        ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
        ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小东");
        /**join方法可以在start方法前调用时，并不能起到同步的作用
         */
        t1.join();
        t1.start();
        //Thread.yield();
        t2.start();
    }

}
class ThreadJoinTest extends Thread{
    public ThreadJoinTest(String name){
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println(this.getName() + ":" + i);
        }
    }
}

上面代码执行结果是：小明和小东线程交替打印。

所以得到以下结论：join方法必须在线程start方法调用之后调用才有意义。这个也很容易理解：如果一个线程都没有start，那它也就无法同步了。

　　三、join方法实现原理

　　有了上面的例子，我们大概知道join方法的作用了，那么，join方法实现的原理是什么呢？

　　其实，join方法是通过调用线程的wait方法来达到同步的目的的。例如，A线程中调用了B线程的join方法，则相当于A线程调用了B线程的wait方法，在调用了B线程的wait方法后，A线程就会进入阻塞状态，具体看下面的源码：

public final synchronized void join(long millis)
    throws InterruptedException {
        long base = System.currentTimeMillis();
        long now = 0;

        if (millis < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
        }

        if (millis == 0) {
            while (isAlive()) {
                wait(0);
            }
        } else {
            while (isAlive()) {
                long delay = millis - now;
                if (delay <= 0) {
                    break;
                }
                wait(delay);
                now = System.currentTimeMillis() - base;
            }
        }
    }

从源码中可以看到：join方法的原理就是调用相应线程的wait方法进行等待操作的，例如A线程中调用了B线程的join方法，则相当于在A线程中调用了B线程的wait方法，当B线程执行完（或者到达等待时间），B线程会自动调用自身的notifyAll方法唤醒A线程，从而达到同步的目的。