线程简介

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操作系统运行一个程序时会创建一个进程，而操作系统调度的最小单位是线程，一个进程中可以创建多个线程。例如一个视频播放器是一个进程，而其中音频和视频都可以分别看做一个线程。线程中都有各自的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈，并且能够访问操作共享内存变量。每个时刻单个处理器只运行一个线程，但由于处理器高速运行，宏观上感觉同时运行了多个程序。

Java程序从main方法开始执行，执行main方法的是一个main线程，一个Java程序的运行时main线程和其他线程同时运行。

为何使用多线程

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现代处理器上核心数越来越多，如何更高效的利用多核处理器已是非常重要的课题。将计算逻辑分割为不同线程安排到不同核心上同时运算，可以很大程度提高运行效率。

有时候我们会编写一些非常复杂的业务逻辑，比如创建一笔订单，可能经过插入订单数据、生成订单快照、发送邮件等等。若用户从单击“提交”按钮开始，一直等很久才得到订单创建成功通知，很大程度上影响了用户的交互体验。但使用多线程，将一些数据一致性不是很强的操作分发给其他线程进行处理，能大大缩短响应时间。

线程优先级

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现代操作系统都是采用分配时间片方式运行线程，当时间片用完就会发生线程调度，等待下次分配时间片。线程优先级决定了线程被分配时间片的多少。Java中，使用setPriority(int)来设置优先级，默认为5，范围是1~10。针对频繁阻塞线程设置较高优先级，而偏重计算即使用CPU较多的设置较低优先级，确保处理器不会被长久的独占。

程序的正确性千万不能依赖线程优先级来判断，就算设置了线程优先级，程序可能完全不会理会。

线程的状态

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传统的进程一般有new、ready、running、waiting和terminated五种状态，具体的可参见相关操作系统书籍。在Java中，总共分为六种状态，详解见下表。

状态名称	说明
new	初始线程被构建，还未调用start()方法
runnable	运行，Java将就绪和运行笼统称为runnable
blocked	阻塞，阻塞于锁
waiting	等待，当前线程需要等待其他线程唤醒
timed_waiting	超时等待，超过一定时间可以自行苏醒
terminated	终止，线程执行完

下图详细展示了Java线程状态转化。

阻塞状态是线程阻塞在进入synchronized关键字修饰的方法或代码块(获取锁)时状态，但阻塞在java.util.concurrent包中Lock接口的线程却是等待状态，因为java.util.concurrent包中Lock接口对于阻塞的实现均使用了LockSupport类中相关方法。 new关于start()这里思考两个问题：(1)能否反复调用start()方法？(2)若一个程序执行完毕，此时处于terminated状态，再次调用start()是否可行？下面先来看下start()源码。

public synchronized void start() {    if (threadStatus != 0)        throw new IllegalThreadStateException();    group.add(this);    boolean started = false;    try {        start0();        started = true;    } finally {        try {            if (!started) {                group.threadStartFailed(this);            }        } catch (Throwable ignore) {        }    }}

在start()方法内部有个threadStatus状态变量，若不为0，调用start()会抛出异常，这里我们可以知道，调用一次start()之后，threadStatus值会改变(即不为0)，此时再调用start()会抛出IllegalThreadStateException异常。 runnable处于runnable状态线程可能在JVM中运行也可能在等待CPU分配资源，所以其包括了传统进程的ready和running两种状态。 blocked处于blocked状态的线程等待锁释放以进入同步区。 waiting处于等待状态的线程变成runnable状态需要其他线程唤醒。 timed_waiting线程等待一个具体的时间，时间到后会被自动唤醒。 terminated终止状态，此时线程已执行完毕。 Daemon守护线程

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Daemon线程主要用作程序中后台调度，当一个Java虚拟机中不存在非Daemon线程时，Java虚拟机会退出。可以通过调用Thread.setDaemon(true)来将线程设置为Daemon线程。在Java虚拟机退出时Daemon线程中的finally块并不一定会执行，如下代码示例。

public class Daemon {    static class DaemonRunner implements Runnable {        public static void main(String[] args) {            Thread thread = new Thread(new DaemonRunner(), "DaemonRunner");            thread.setDaemon(true);            thread.start();        }        @Override        public void run() {            try {                Thread.sleep(10000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            } finally {                System.out.println("DaemonThread finally run.");            }        }    }}

命令行没有任何输出。main线程启动了线程DaemonRunner之后随着main线程执行完毕而终止，而此时JVM中没有非Daemon线程，虚拟机退出。在构建Daemon线程时，不能依靠finally块中的内容来确保执行关闭或清理资源的逻辑。 构造线程

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运行线程前需要构建一个线程对象，需要提供线程属性，如线程所属线程组、线程优先级、是否是Daemon线程。如下是Thread类中初始化线程的init()方法。

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,                      long stackSize, AccessControlContext acc,                      boolean inheritThreadLocals) {    if (name == null) {        throw new NullPointerException("name cannot be null");    }            // 当前线程就是该线程的父线程    Thread parent = currentThread();        this.group = g;    this.daemon = parent.isDaemon();    this.priority = parent.getPriority();    this.target = target;    setPriority(priority);    if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)        this.inheritableThreadLocals =                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);    this.stackSize = stackSize;    tid = nextThreadID();}

中断

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中断可以理解为线程的一个标识位属性，它表示一个运行中的线程是否被其他线程进行了中断操作，通过调用interrupt()进行中断操作。线程通过方法isInterrupted()方法判断是否被中断，可以调用Thread.interrupted()对当前线程的中断标识位进行复位。若该线程已是终结状态，即使该线程被中断过，此时isInterrupted也是false。 安全终止线程

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中断操作是最适合用来取消或停止任务，除了中断外，还可以利用boolean变量来控制是否需要停止任务并终止该线程。示例代码如下。

public class ShutDown {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Runner one = new Runner();        Thread countThread = new Thread(one, "CountThread");        countThread.start();        Thread.sleep(1000);        countThread.interrupt();        Runner two = new Runner();        countThread = new Thread(two, "CountThread");        countThread.start();        Thread.sleep(1000);        two.cancel();    }    private static class Runner implements Runnable {        private long i;        private volatile boolean on = true;        @Override        public void run() {            while (on && !Thread.currentThread().isInterrupted()) {                i++;            }            System.out.println("Count i = " + i);        }        public void cancel() {            on = false;        }    }}//Count i = 435742146//Count i = 388964025