多线程之并发基础(三)

线程是轻量级的进程，进程可以说是线程的容器。线程是程序执行的最小单位。使用多线程而不是使用多进程进行并发程序的设计，因为线程的切换和调度成本远远小于进程。

本文知识点目录：

• 线程的状态
• 线程的常见操作
  • Daemon线程
  • 线程优先级
  • wait与notify

线程的状态

在Java程序中，线程有如下状态

• NEW(新建): 新的线程刚刚创建，还没有启动。

• Runnable(就绪)：线程已经调用了start方法，正在被JVM执行的时候，也有可能正在等待某个操作系统的资源。

• Blocked(阻塞)：有其它线程占着锁不释放，当前线程阻塞与锁

• Waiting(等待)：表示当前线程需要等待其它线程做出一些特定动作(通知或中断)，当调用以下方法时会进入此状态。
  Object.wait()没有时间参数
  Thread.join()没有超时参数
  LockSupport.park方法

• Timed Waiting(等待并计时)：指定时间waiting，一边等，一边计时，一般调用如下方法可以j进入此状态。
  Thread.sleep
  Object.wait（）带有参数
  Thread.join ()带有超时参数
  LockSupport.parkNanos
  LockSupport.parkUntil

• Terminated(终止) 线程完成了它的操作，也有可能错误的执行而终止。

线程操作

实现多线程

我们想要实现多线程常用的有两种方法

• 实现Runnable接口
• 继承自Thread线程

java只能单继承，因此如果是采用继承Thread的方法，那么在以后进行代码重构的时候可能会遇到问题，因为你无法继承别的类了。

如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。

注意这是在多线程情况下， 每个人运行的结果可能都不一样。要想保住线程安全性，还需要额外的操作。

// 案例代码，继承线程变量无法共享 public class ThreadOrRunnable extends Thread { private int count=5; private String name; public ThreadOrRunnable(String name) { this.name=name; } @Override public void run() { // super.run(); for (int i = 0; i < 5; i++) { count--; System.out.println(name + "运行 count=" + count); } } public static void main(String[] args) { ThreadOrRunnable threadOrRunnable = new ThreadOrRunnable("A"); ThreadOrRunnable threadOrRunnableB = new ThreadOrRunnable("B"); threadOrRunnable.start(); threadOrRunnableB.start(); } } //运行结果： A运行 count=4 A运行 count=3 A运行 count=2 A运行 count=1 B运行 count=4 A运行 count=0 B运行 count=3 B运行 count=2 B运行 count=1 B运行 count=0 

// 案例 继承自Runnable可以共享count变量 public class RunnableTest implements Runnable{ private int count=15; @Override public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { count--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "运行: count=" + count); } } public static void main(String[] args) { RunnableTest runnableTest = new RunnableTest(); new Thread(runnableTest,"A").start(); new Thread(runnableTest,"B").start(); } } // 运行结果 B运行: count=13 A运行: count=13 B运行: count=12 A运行: count=11 B运行: count=10 A运行: count=9 A运行: count=7 A运行: count=6 B运行: count=8 B运行: count=5 

Daemon线程

Daemon线程是一种支持型线程，在后台调度及支持性工作。它有两个点需要注意:

• 必须在程序调用start方法之前调用Thread.setDaemon(true)方法才能设置为daemon线程，如果start()之后设置，会报IllegalThreadStateException异常
• 在所有前台线程执行完毕的时候，daemon线程会自动销毁。

Thread thread = new Thread(); thread.setDaemon(true); thread.start(); 

线程优先级

Java中的线程可以有自己的优先级，优先级高的线程在竞争资源时更可能抢占资源，但是这只是一个概览问题，并不是谁的优先级高，谁就一定先执行。

Thread thread = new Thread(); // MIN_PRIORITY = 1; // NORM_PRIORITY = 5; // MAX_PRIORITY = 10; thread.setPriority(int newPriority) thread.start(); 

wait与notify

wait和notify方法不是在Thread类中的，而是在Object类中，意味着任何对象都可以调用这两个方法。

当一个线程A调用了obj.wait()方法，那么线程A就会停止继续执行，而是转为waiting状态。一直都其它线程调用obj.notify()方法为止。

注意:

• notify方法是从等待队列中的线程随机选择一个，我们无法保证它唤醒的是那一个。notifyAll()方法会唤醒所有等待的线程。
• object.wait()方法必须包含在synchronized语句中，wait或notify都需要首先获得目标对象的监视器。

Object.wait和Thread.sleep方法都可以让线程等待若干时间，它们哟徐诶区别。

• wait可以被唤醒，sleep不可以
• wait会释放目标对象的锁，而sleep不释放任何锁。

public class WaitNotify { static volatile boolean flag = true; static Object lock = new Object(); static class Wait implements Runnable{ @Override public void run() { synchronized (lock){ while (flag){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 时间： " + System.currentTimeMillis()); try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } //条件满足的时候完成了工作 System.out.println("flag=" + flag + "任务完成"); } } } static class Notify implements Runnable{ @Override public void run() { synchronized (lock){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 持有锁"); lock.notifyAll(); flag = false; try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } synchronized (lock){ System.out.println("再次持有锁"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread waitThread = new Thread(new Wait(),"waitThread"); waitThread.start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(1); Thread notifyThread = new Thread(new Notify(),"notifyThread"); notifyThread.start(); } } 

//运行结果，调用notify之后，wait状态会变为blocked状态，然后再进入Runnable状态。

Wait与notify可以提炼出等待/通知的经典范式，氛围两部分：
等待方规则：

1. 获取对象的锁
2. 如果条件不满足，那么调用wait方法，被通知后仍要检查条件
3. 条件满足则执行相应的逻辑

通知方规则：

1. 获得对象的锁
2. 改变条件
3. 通知等待对象上的线程。

问题

关于Object.wait与notify，最后再留下来一个问题：
为什么wait与notify方法要在Object类中调用而不是在Thread中？

最后

这次提到了一些Thread的基本概念，线程的状态切换，线程的两个属性，最后提了一下wait与notify方法。下次讲一下线程的常见用法。

参考

• Lifecycle and States of a Thread in Java
• 《Java并发编程的艺术》
• 《Java高并发程序设计》