创建和运行线程
方法一，直接使用 Thread
// 创建线程对象
Thread t = new Thread() {public void run() {// 要执行的任务}};// 启动线程
t.start();
例如：
// 构造方法的参数是给线程指定名字，推荐
Thread t1 = new Thread("t1") {@Override// run 方法内实现了要执行的任务
public void run() {log.debug("hello");}};t1.start();
方法二，使用 Runnable 配合 Thread
把【线程】和【任务】（要执行的代码）分开
- Thread 代表线程
- Runnable 可运行的任务（线程要执行的代码）
Runnable runnable = new Runnable() {public void run(){// 要执行的任务}};// 创建线程对象
Thread t = new Thread( runnable );// 启动线程
t.start(); 例如：
// 创建任务对象
Runnable task2 = new Runnable() {@Overridepublic void run() {log.debug("hello");}};// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
Thread t2 = new Thread(task2, "t2");t2.start();
方法三，FutureTask 配合 Thread
FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数，用来处理有返回结果的情况
// 创建任务对象
FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> {log.debug("hello");return 100;});// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
new Thread(task3, "t3").start();// 主线程阻塞，同步等待 task 执行完毕的结果
Integer result = task3.get();log.debug("结果是:{}", result);
观察多个线程同时运行
windows
任务管理器可以查看进程和线程数，也可以用来杀死进程
- tasklist 查看进程
- taskkill 杀死进程
linux
- ps -fe 查看所有进程
- ps -fT -p (PID) 查看某个进程（PID）的所有线程
- kill 杀死进程
- top 按大写 H 切换是否显示线程
- top -H -p (PID) 查看某个进程（PID）的所有线程
Java
- jps 命令查看所有 Java 进程
- jstack (PID) 查看某个 Java 进程（PID）的所有线程状态
- jconsole 来查看某个 Java 进程中线程的运行情况（图形界面）
jconsole 远程监控配置
需要以如下方式运行你的 java 类
java -Djava.rmi.server.hostname=`ip地址` -Dcom.sun.management.jmxremote
Dcom.sun.management.jmxremote.port=`连接端口` -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl 是否安全连接
Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=是否认证 java类
- 修改 /etc/hosts 文件将 127.0.0.1 映射至主机名
如果要认证访问，还需要做如下步骤
- 复制 jmxremote.password 文件
- 修改 jmxremote.password 和 jmxremote.access 文件的权限为 600 即文件所有者可读写
- 连接时填入 controlRole（用户名），R&D（密码
原理之线程运行
Java Virtual Machine Stacks （Java 虚拟机栈）
我们都知道 JVM 中由堆、栈、方法区所组成，其中栈内存是给谁用的呢？其实就是线程，每个线程启动后，虚拟机就会为其分配一块栈内存。
- 每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
- 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法
线程上下文切换（Thread Context Switch）
因为以下一些原因导致 cpu 不再执行当前的线程，转而执行另一个线程的代码 - 线程的 cpu 时间片用完
- 垃圾回收
- 有更高优先级的线程需要运行
- 线程自己调用了 sleep、yield、wait、join、park、synchronized、lock 等方法
当 Context Switch 发生时，需要由操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一个线程的状态，Java 中对应的概念就是程序计数器（Program Counter Register），它的作用是记住下一条 jvm 指令的执行地址，是线程私有的
- 状态包括程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息，如局部变量、操作数栈、返回地址等
- Context Switch 频繁发生会影响性能
常见方法
| 方法名 | static | 功能说明 | 注意 |
|---|---|---|---|
| start() | 启动一个新线程，在新的线程运行 run 方法中的代码 | start 方法只是让线程进入就绪，里面代码不一定立刻运行（CPU 的时间片还没分给它）。每个线程对象的start方法只能调用一次，如果调用了多次会出现 IllegalThreadStateException | |
| run() | 新线程启动后会调用的方法 | 如果在构造 Thread 对象时传递了 Runnable 参数，则线程启动后会调用 Runnable 中的 run 方法，否则默认不执行任何操作。但可以创建 Thread 的子类对象，来覆盖默认行为 | |
| join() | 等待线程运行结束 | ||
| join(long n) | 等待线程运行结束,最多等待 n毫秒 | ||
| getId() | 获取线程长整型的 id | ||
| getName() | 获取线程名 | ||
| setName(String) | 修改线程名 | ||
| getPriority() | 获取线程优先级 | ||
| setPriority(int) | 修改线程优先级 | java中规定线程优先级是1~10 的整数，较大的优先级能提高该线程被 CPU 调度的机率 | |
| getState() | 获取线程状态 | Java 中线程状态是用 6 个 enum 表示，分别为：NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED | |
| interrupted() | 打断线程 | 如果被打断线程正在 sleep，wait，join 会导致被打断的线程抛出 InterruptedException，并清除打断标记 ；如果打断的正在运行的线程，则会设置 打断标记 ；park 的线程被打断，也会设置打断标记 | |
| interrupted() | static | 判断当前线程是否被打断 | 会清除打断标记 |
| isInterrupted() | 判断是否被打断 | 不会清除打断标记 | |
| isAlive() | 线程是否存活（还没有运行完毕） | ||
| currentThread() | static | 获取当前正在执行的线程 | |
| sleep(long n) | static | 让当前执行的线程休眠n毫秒，休眠时让出 cpu的时间片给其它线程 | |
| yield() | static | 提示线程调度器让出当前线程对CPU的使用 | 主要是为了测试和调试 |
start 与 run
调用 run
public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread("t1") {@Overridepublic void run() {log.debug(Thread.currentThread().getName());FileReader.read(Constants.MP4_FULL_PATH);}};}t1.run();log.debug("do other things ...")
输出
19:39:14 [main] c.TestStart - main19:39:14 [main] c.FileReader - read [1.mp4] start ...19:39:18 [main] c.FileReader - read [1.mp4] end ... cost: 4227 ms19:39:18 [main] c.TestStart - do other things ...
程序仍在 main 线程运行，FileReader.read() 方法调用还是同步的
调用 start
将上述代码的
t1.run() 改为
t1.start();
输出
19:41:30 [main] c.TestStart - do other things ...19:41:30 [t1] c.TestStart - t119:41:30 [t1] c.FileReader - read [1.mp4] start ...19:41:35 [t1] c.FileReader - read [1.mp4] end ... cost: 4542 ms
程序在 t1 线程运行，FileReader.read() 方法调用是异步的
sleep 与 yield
sleep
- 调用 sleep 会让当前线程从 Running 进入 Timed Waiting 状态（阻塞）
- 其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程，这时 sleep 方法会抛出
- 睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行
- 建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性
yield
InterruptedException
- 调用 yield 会让当前线程从 Running 进入 Runnable 就绪状态，然后调度执行其它线程
- 具体的实现依赖于操作系统的任务调度器
线程优先级
- 线程优先级会提示（hint）调度器优先调度该线程，但它仅仅是一个提示，调度器可以忽略它
- 如果 cpu 比较忙，那么优先级高的线程会获得更多的时间片，但 cpu 闲时，优先级几乎没作用
Runnable task1 = () -> {int count = 0;for (;;) {System.out.println("---->1 " + count++);}};Runnable task2 = () -> {int count = 0;for (;;) {// Thread.yield();System.out.println(" ---->2 " + count++);}};Thread t1 = new Thread(task1, "t1");Thread t2 = new Thread(task2, "t2");// t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);// t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);t1.start();t2.start();
join 方法详解
为什么需要 join
下面的代码执行，打印 r 是什么？
static int r = 0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {test1();}private static void test1() throws InterruptedException {log.debug("开始");Thread t1 = new Thread(() -> {log.debug("开始");sleep(1);log.debug("结束");r = 10;});t1.start();log.debug("结果为:{}", r);log.debug("结束");}
分析
- 因为主线程和线程 t1 是并行执行的，t1 线程需要 1 秒之后才能算出
- 而主线程一开始就要打印 r 的结果，所以只能打印出
解决方法
- 用 sleep 行不行？为什么？
- 用 join，加在 t1.start() 之后即可
interrupt 方法详解
打断 sleep，wait，join 的线程
这几个方法都会让线程进入阻塞状态
打断 sleep 的线程, 会清空打断状态，以 sleep 为例
private static void test1() throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(()->{sleep(1);},
"t1");t1.start();}sleep(0.5);t1.interrupt();log.debug(" 打断状态: {}", t1.isInterrupted())
输出
java.lang.InterruptedException: sleep interruptedat java.lang.Thread.sleep(Native Method)at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)at cn.itcast.n2.util.Sleeper.sleep(Sleeper.java:8)at cn.itcast.n4.TestInterrupt.lambda$test1$3(TestInterrupt.java:59)at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)21:18:10.374 [main] c.TestInterrupt - 打断状态: false
打断正常运行的线程
打断正常运行的线程, 不会清空打断状态
private static void test2() throws InterruptedException {Thread t2 = new Thread(()->{while(true) {Thread current = Thread.currentThread();boolean interrupted = current.isInterrupted();if(interrupted) {log.debug(" 打断状态: {}", interrupted);break;}}},
"t2");t2.start();sleep(0.5);t2.interrupt();}
输出
20:57:37.964 [t2] c.TestInterrupt - 打断状态: true 打断 park 线程
打断 park 线程, 不会清空打断状态
private static void test3() throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {log.debug("park...");LockSupport.park();log.debug("unpark...");log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());},
"t1");t1.start();sleep(0.5);t1.interrupt();}
输出
21:11:52.795 [t1] c.TestInterrupt - park...
21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - unpark...
21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - 打断状态：true
如果打断标记已经是 true, 则 park 会失效
主线程与守护线程
默认情况下，Java 进程需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其它非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完，也会强制结束.
log.debug("开始运行...");Thread t1 = new Thread(() -> {log.debug("开始运行...");sleep(2);log.debug("运行结束...");}, "daemon");// 设置该线程为守护线程
t1.setDaemon(true);t1.start();sleep(1);log.debug("运行结束...");
输出
08:26:38.123 [main] c.TestDaemon - 开始运行...
08:26:38.213 [daemon] c.TestDaemon - 开始运行...
08:26:39.215 [main] c.TestDaemon - 运行结束...
五种状态
是从 操作系统 层面来描述的
- 【初始状态】仅是在语言层面创建了线程对象，还未与操作系统线程关联
- 【可运行状态】（就绪状态）指该线程已经被创建（与操作系统线程关联），可以由 CPU 调度执行
【运行状态】指获取了 CPU 时间片运行中的状态- 当 CPU 时间片用完，会从【运行状态】转换至【可运行状态】，会导致线程的上下文切换
- 【阻塞状态】
- 如果调用了阻塞 API，如 BIO 读写文件，这时该线程实际不会用到 CPU，会导致线程上下文切换，进入【阻塞状态】
- 等 BIO 操作完毕，会由操作系统唤醒阻塞的线程，转换至【可运行状态】
- 与【可运行状态】的区别是，对【阻塞状态】的线程来说只要它们一直不唤醒，调度器就一直不会考虑调度它们
- 【终止状态】表示线程已经执行完毕，生命周期已经结束，不会再转换为其它状态
六种状态
这是从 Java API 层面来描述的,根据 Thread.State 枚举，分为六种状态
- NEW 线程刚被创建，但是还没有调用 start() 方法
- RUNNABLE 当调用了 start() 方法之后，注意，Java API 层面的 RUNNABLE 状态涵盖了 操作系统 层面的【可运行状态】、【运行状态】和【阻塞状态】（由于 BIO 导致的线程阻塞，在 Java 里无法区分，仍然认为是可运行）
- BLOCKED ，WAITING ，TIMED_WAITING 都是 Java API 层面对【阻塞状态】的细分
- TERMINATED 当线程代码运行结束
