架构师面试必问的多线程状态切换及常用方法
一、问题背景
Java架构师面试中，多线程状态切换及常用方法几乎是必问的，要掌握创建多线程的方式和方法。
二、创建多线程的几种方式
2.1方式一继承Thread
public class ThreadDemo extends Thread{
public void run()
{
}
}
直接继承Thread可以创建线程
2.2方式二实现Runnable接口
通过实现Runnable接口，实现创建
public class Thread1 implements Runnable{
public void run()
{
}
}
new Thread(new Thread1()).start();
2.3方式三Callable接口的实现
Callable接口实现了多线程带有返回值，线程运行可以返回结果值
class ThreadDemo implements Callable {
@Override
public Integer call() throws Exception {
int num= 0;
for (int i = 0; i <= 1000; i++) {
num+= i;
}
return num;
}
}
带有返回值
ThreadDemo td = new ThreadDemo();
//1.执行 Callable 方式，需要 FutureTask 实现类的支持，用于接收运算结果。
FutureTask result = new FutureTask<>(td);
new Thread(result).start();
//2.接收线程运算后的结果
try {
Integer sum = result.get(); //FutureTask 可用于 闭锁 类似于CountDownLatch的作用，在所有的线程没有执行完成之后这里是不会执行的
System.out.println(sum);
System.out.println("------------------------------------");
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
线程result.get就是返回的结果值
三、多线程的生命周期
运行状态转换
Java线程具有五种基本状态
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 CallThread();
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
3.1几种阻塞状态
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。
3.2结束生命周期
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。
3.3就绪、运行与死亡状态之间的切换
当多线程获得了处理器CPU资源，就从就绪状态跃迁为运行状态；
当多线程调用yield方法，多线程就从运行状态变为就绪状态；
当一个线程执行完了或遇到Exception就变为死亡状态；
四、如何中止线程
使用Java原子变量volatile表示，一次只有一个线程能使用此状态。如下，当volatile变量改变时，可以终止线程
public class MainThread extends Thread {
//volatile修饰符用来保证其它线程读取的总是该变量的最新的值
public volatile boolean exit = false;
@Override
public void run() {
ServerSocket mainSocket = new ServerSocket(1090);
while(!exit){
mainSocket.accept(); //阻塞等待
...
}
}
使用stop可以终止线程，但是会造成线程不安全。stop会立刻停止run方法中的数据，包括catch和finally中的语句块，会造成异常，导致文件数据库得不到关闭。
使用interupt中断线程，是线程安全的，不会立即结束线程，只是通知线程，提前告知:
try {
InterruptFGThread1 t = new InterruptFGThread1();
t.start();
Thread.sleep(1000);
t.interrupt();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
public void run() {
super.run();
for(int i = 0; i <= 5000; i++) {
System.out.println("i=" + i);
}
}
设置了中断状态，但中断不会起作用，此时得用到isInterrupted方法来终止线程
public void run() {
f();
for(int i = 0; i <= 5000; i++) {
//判断是否被中断
if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
//处理中断逻辑
break;
}
System.out.println("i=" + i);
}
当线程感知到interrupt中断时，会通过isInterrupted()进行终止程序控制操作，可以控制。
Interrupt与Stop相比，线程安全，程序可控，并不实际终止线程。
五、sleep与wait方法的区别
sleep来自Thread类，和wait来自Object类。
sleep不出让系统资源；wait是进入线程等待池等待，出让系统资源，其他线程可以占用CPU。一般wait不会加时间限制，因为如果wait线程的运行资源不够，再出来也没用，要等待其他线程调用notify/notifyAll唤醒等待池中的所有线程，才会进入就绪队列等待OS分配系统资源。
5.1wait方法只限于同步锁状态中
wait用于Object对象，发出wait后。可以通过notify和notifyAll来唤醒线程。但是只能用于synchronized同步块中
synchronized(obj){
obj.notify()
//或者obj.wait()
}
5.2异常
sleep方法必须捕获异常
try{
sleep(500);
}catch(Exception e)
{
log.error();
}
wait方法无需捕获异常，作用于Object
使用wait后，采用notify与notifyAll唤醒从而变为运行状态
多线程常见于面试中，一定要注意。
