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  • Java多线程3:Thread中的实例方法

    一、Thread类中的方法调用方式

      学习Thread类中的方法是学习多线程的第一步。在学习多线程之前特别提出一点,调用Thread中的方法的时候,在线程类中,有两种方式,一定要理解这两种方式的区别:

      1、this.XXX()

      这种调用方式表示的线程是线程实例本身

      2、Thread.currentThread.XXX()或Thread.XXX()

      上面两种写法是一样的意思。这种调用方式表示的线程是正在执行Thread.currentThread.XXX()所在代码块的线程

      当然,这么说,肯定有人不理解两者之间的差别。没有关系,之后会讲清楚,尤其是在讲Thread构造函数这块。讲解后,再回过头来看上面2点,会加深理解。

    二、Thread类中的实例方法

      从Thread类中的实例方法和类方法的角度讲解Thread中的方法,这种区分的角度也有助于理解多线程中的方法。实例方法,只和实例线程(也就是new出来的线程)本身挂钩,和当前运行的是哪个线程无关。看下Thread类中的实例方法:

      1、start()方法

      start()方法的作用讲得直白点就是通知"线程规划器",此线程可以运行了,正在等待CPU调用线程对象的run()方法,产生一个异步执行的效果。补充知识点:怎样理解阻塞非阻塞与同步异步的区别?

      举例:

    public class Thread01 implements Runnable{
    
        @Override
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep((int) Math.random() * 5000);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Runnable runnable = new Thread01();
            Thread thread = new Thread(runnable);
            thread.start();
            for(int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep((int) Math.random() * 5000);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

      第一次运行结果:

    Thread-0
    main
    Thread-0
    main
    Thread-0
    main
    Thread-0
    main
    Thread-0
    main

      第二次运行结果:

    main
    Thread-0
    main
    Thread-0
    main
    Thread-0
    Thread-0
    Thread-0
    main
    main

      可以看到,CPU调用哪个线程具有不确定性。再举例说明start()方法的顺序是否就是线程启动的顺序?

    public class Thread01 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Runnable runnable = new Thread01();
            //创建线程1
            Thread thread1 = new Thread(runnable);
            //创建线程2
            Thread thread2 = new Thread(runnable);
            //创建线程3
            Thread thread3 = new Thread(runnable);
            thread1.start();
            thread2.start();
            thread3.start();
        }
    }

      第一次运行的结果:

    Thread-1
    Thread-0
    Thread-2

      第二次运行的结果:

    Thread-2
    Thread-0
    Thread-1

      尽管启动线程的顺序是thread1,thread2,thread3,但是被调用的顺序却不是按照启动顺序来的。即:调用start()方法的顺序不代表线程的启动顺序,线程的启动顺序具有不确定性。

      2、run()方法

      线程开始执行,虚拟机调用的是线程run()方法中的内容,当线程没有通过start()方法让其处于被调用状态的时候,其线程的run()方法不会被执行的。但是如果直接通过.run()来调用的话,还是可以调用的到,但这个时候run()方法所在线程就是主线程了,仅仅只是一个普通方法而已,不在充当线程中的run()方法的作用。

      举例:通过.start()方法获取run()方法所在的线程

    public class Thread01 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("run方法所在的线程为:" + Thread.currentThread().getName());
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Runnable runnable = new Thread01();
            //创建线程
            Thread thread1 = new Thread(runnable);
            thread1.start();
        }
    }

      结果:

    run方法所在的线程为:Thread-0

      可以看到run()方法所在的线程就是我们创建的线程,而不再main主线程内。

      通过.run()方法获取run()方法所在的线程

    public class Thread01 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("run方法所在的线程为:" + Thread.currentThread().getName());
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Runnable runnable = new Thread01();
            //创建线程
            Thread thread1 = new Thread(runnable);
            thread1.run();
        }
    }

      结果:

    run方法所在的线程为:main

      可以看到,此时run()方法所在的线程就是main主线程,而不再是我们自己创建的那个线程。

      所以,通过start()方法启动线程将自动调用 run()方法,这是由jvm的内存机制规定的。不通过start()方法来直接调用的话,run()方法只是thread的一个普通方法,还是在主线程里执行。

      3、isAlive()方法

      判断线程是否处于活动状态,只要线程处于启动且没有终止,返回的就是true。

    /**
         * Tests if this thread is alive. A thread is alive if it has
         * been started and has not yet died.
         *
         * @return  <code>true</code> if this thread is alive;
         *          <code>false</code> otherwise.
         */
        public final native boolean isAlive();

      举例:

    public class Thread01 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程run时的isAlive=====" + this.isAlive());
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread01 thread01 = new Thread01();
            System.out.println("线程被new出来还未被调用时的isAlive======" + thread01.isAlive());
            thread01.start();
            System.out.println("线程通过start被调用时的isAlive======" + thread01.isAlive());
            try {
                thread01.sleep(1000);
                System.out.println("线程执行完时的isAlive======" + thread01.isAlive());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

      结果:

    线程被new出来还未被调用时的isAlive======false
    线程通过start被调用时的isAlive======true
    线程run时的isAlive=====true
    线程执行完时的isAlive======false

      看到在start()之前,线程的isAlive是false,start()之后就是true了。main函数中加上Thread.sleep(100)的原因是为了确保Thread06的run()方法中的代码执行完,否则有可能end这里打印出来的是true,如下去掉sleep方法之后 

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread01 thread01 = new Thread01();
            System.out.println("线程被new出来还未被调用时的isAlive======" + thread01.isAlive());
            thread01.start();
            System.out.println("线程通过start被调用时的isAlive======" + thread01.isAlive());
            
            System.out.println("线程执行完时的isAlive======" + thread01.isAlive());
        }
    }

      结果:

    线程被new出来还未被调用时的isAlive======false
    线程通过start被调用时的isAlive======true
    线程执行完时的isAlive======true
    线程run时的isAlive=====true

      产生这种结果的原因是main线程和thread01这两个线程并发执行,main线程执行完了的时候,thread01 线程还未开始执行,所以其isAlive的值是true。

      4、getID()方法

      这个方法比较简单,返回的就是当前线程对应的tid(Thread ID),这个tid是通过全局唯一的线程ID生成器threadSeqNumber来维护的,每new出一个线程threadSeqNumber都会自增一次,并赋予线程的tid属性,这个是Thread自己做的,用户无法自己制定tid。

      举例:

    public class Thread01 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程run时的isAlive=====" + this.isAlive());
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread01 thread01 = new Thread01();
            Thread01 thread02 = new Thread01();
            System.out.println(thread01.getId());
            System.out.println(thread02.getId());
        }
    }

      结果:

    11
    12

      5、getName()方法

      new一个线程的时候,可以指定线程的名字,也可以不指定。如果指定,线程的名字就是我们指定的名字,getName()返回的就是我们指定的线程的名字。如果不指定,getName()返回的是"Thread-" + threadInitNumber,其中threadInitNumber是一个int型全局唯一的线程初始号生成器,threadInitNumber通过自增来维护线程初始号,所以返回的就是Thread-0,Thread-1,Thread-2等等。

      举例:

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread01 thread01 = new Thread01();
            Thread01 thread02 = new Thread01();
            System.out.println(thread01.getName());
            System.out.println(thread02.getName());
        }
    }

      结果:

    Thread-0
    Thread-1

      6、getPriority()和setPriority(int newPriority)

      这两个方法用于获取和设置线程的优先级,优先级高的线程获取CPU的资源比较多,会比较容易先执行(不是一定会先执行)。线程的优先级别为1-10,其中1优先级最低,10优先级最高,即优先级越高的线程越先执行。

      举例:未设置优先级时

    public class Thread01 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 100000; i++) {
    
            }
            System.out.println("※※※" + "的优先级为:" + this.getPriority());
        }
    }
    public class Thread02 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 100000; i++) {
    
            }
            System.out.println("======" + "的优先级为:" + this.getPriority());
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            for(int i = 0; i < 5; i++) {
                Thread01 thread01 = new Thread01();
                Thread02 thread02 = new Thread02();
                thread01.start();
                thread02.start();
            }
        }
    }

      结果:

    ※※※的优先级为:5
    ======的优先级为:5
    ※※※的优先级为:5
    ======的优先级为:5
    ======的优先级为:5
    ※※※的优先级为:5
    ※※※的优先级为:5
    ======的优先级为:5
    ======的优先级为:5
    ※※※的优先级为:5

      可以看到,未设置线程的优先级的时候,线程的优先级别默认是5,此时※与=代表的线程并没有明显的先后执行顺序,下面设置一下线程的优先级

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            for(int i = 0; i < 5; i++) {
                Thread01 thread01 = new Thread01();
                Thread02 thread02 = new Thread02();
                thread01.setPriority(10);
                thread02.setPriority(1);
                thread01.start();
                thread02.start();
            }
        }
    }

      结果:

    ※※※的优先级为:10
    ※※※的优先级为:10
    ※※※的优先级为:10
    ======的优先级为:1
    ======的优先级为:1
    ※※※的优先级为:10
    ※※※的优先级为:10
    ======的优先级为:1
    ======的优先级为:1
    ======的优先级为:1

      可以看到,优先级别为10的线程会比较容易先执行,但并不是优先级高的线程执行完了在执行优先级低的线程,而是在该时间片内,优先级高的线程会容易先执行。

       7、isDaemon()方法和setDaemon()方法

      daemon:[ˈdi:mən] 守护的意思。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(user thread),一种是守护线程(daemon thread),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(即用户线程)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。

      举例:thread01不设置成守护线程

    public class Thread01 extends Thread{
        private int i = 1;
        @Override
        public void run() {
            while(true){
                try {
                    Thread.sleep(200);
                    System.out.println(i);
                    i++;
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread01 thread01 = new Thread01();
            thread01.start();
            System.out.println("thread01是否是守护线程==" + thread01.isDaemon());
            System.out.println("main线程是否是守护线程==" + Thread.currentThread().isDaemon());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("main主线程执行完了");
        }
    }

      说明:此程序中存在两个线程,一个是main主线程(用户线程),一个是thread01(用户线程),两个线程并发执行,所以main线程执行完了之后并不影响thread01 线程的继续执行,因为thread01中的while一致为true,所以thread01会一直执行下去

      结果:

    thread01是否是守护线程==false
    main线程是否是守护线程==false
    1
    2
    3
    4
    main主线程执行完了
    5
    6
    7
    8
    9
    ...
    ...
    ...
    ...
    ...

      thread01设置成守护线程后

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread01 thread01 = new Thread01();
            thread01.setDaemon(true);
            thread01.start();
            System.out.println("thread01是否是守护线程==" + thread01.isDaemon());
            System.out.println("main线程是否是守护线程==" + Thread.currentThread().isDaemon());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("main主线程执行完了");
        }
    }

      结果:

    thread01是否是守护线程==true
    main线程是否是守护线程==false
    1
    2
    3
    4
    main主线程执行完了

      说明:将thread01线程设置成守护线程后,该程序中的两个线程(main线程和thread01线程)并发执行,但是当main线程执行完之后,作为守护线程的thread01自动销毁,不在继续执行。

      关于守护线程,有一个细节注意下,setDaemon(true)必须在线程start()之前设置(This method must be invoked before the thread is started)。

      8、interrupt()方法

      这是一个有点误导性的名字,实际上Thread类的interrupt()方法无法中断线程。

      举例:

    public class Thread01 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 50000; i++) {
                System.out.println("i = " + (i + 1));
            }
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Thread01 thread01 = new Thread01();
            thread01.start();
            thread01.interrupt();
        }
    }

      结果:

    .............
    .............
    i = 49997
    i = 49998
    i = 49999
    i = 50000

      看结果还是打印到了50000。也就是说,尽管调用了interrupt()方法,但是线程并没有停止。interrupt()方法的作用实际上是:在线程受到阻塞时抛出一个中断信号,这样线程就得以退出阻塞状态。换句话说,没有被阻塞的线程,调用interrupt()方法是不起作用的。关于这个会在之后讲中断机制的时候,专门写一篇文章讲解。

      9、isInterrupted()方法

      测试线程是否处于中断状态,但是不清除状态标识。(Tests whether this thread has been interrupted. The interrupted status of the thread is unaffected by this method)。这个和interrupt()方法一样,在后面讲中断机制的文章中专门会讲到。

      10、join()方法

      该方法暂时不写,后续会补上。

    参考资料:

      [Java] Thread的start()和run()函数区别

           Java多线程之interrupt()的深度研究

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