JavaSE-12-Java多线程

朱雀 2023-10-06 10:52 78阅读 0赞

**Table of Contents**

Java多线程

1：进程与线程

1.1：概念

1.2：java线程的运行机制

2：线程的创建与启动

2.1：拓展Thread类

2.1.1：创建线程

2.1.2：sleep方法

2.2：实现Runnable接口

3：线程状态的转换

3.1：新建状态

3.2：就绪状态

3.3：运行状态

3.4：阻塞状态

3.5：死亡状态

4：线程调度

4.1：调整各个线程的优先级

4.2：线程睡眠：Thread.sleep()

4.3：线程让步：Thread.yield()

4.4:等待其他线程结束：其他线程对象.join()---让别人先走，走完自己再走

4.5:废弃的停止线程方法：stop()

4.6:中断线程 ： thread.interrupt()

4.6.1 使用中断信号量中断非阻塞状态的线程

4.6.2 中断阻塞状态线程

5：查看线程

5.1 获取当前线程的引用

5.2：查看所有的活动

6：后台进程

7：定时器

7.1：ScheduledExecutorService---多线程池的执行任务，有线程池 可以支持多个任务并发执行

7.1.1：ScheduledFuture schedule(Runnable command,long delay,TimeUnit unit)

7.1.2：ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)

7.1.3：ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit)

7.2：Timer---单线程（当执行任务的时间间隔小于执行任务的时间， timer就会等待上一个任务执行结束才执行下一个）

7.3：ScheduledExecutorService的使用

7.2.1：基本使用

7.2.2：schedule Runnable

7.2.3：schedule Callable

8：线程的同步

8.1：同步代码块

8.2：同步方法

8.3：同步与并发

8.4：线程安全的类

--------------------

# Java多线程 #

# 1：进程与线程 #

## 1.1：概念 ##

几乎每种操作系统都支持进程的概念——进程就是在某种程度上相互隔离的、独立运行的程序，每一个进程都有自己独立的内存空间。比如 IE 浏览器程序，每打开一个 IE 浏览器窗口，就启动一个新的进程。在 java 中，我们执行 java.exe 程序，就启动一个独立的 Java 虚拟机进程，该进程的任务就是解析并执行 Java 程序代码。

线程是指进程中的一个执行流程，一个进程可以由多个线程组成，即一个进程中可以同时运行多个不同的线程，它们分别执行不同的任务。当进程内的多个线程同时运行时，这种运行方式成为**并发运行。**

线程又被称为轻量级进程，它和进程一样拥有独立的执行控制，由操作系统进行调度。线程和进程的区别是：

*  每个进程都有独立的代码和存储空间（进程上下文），进程切换的开销大。
 *  线程没有独立的存储空间，而是和所属进程中其他的线程共享代码和存储空间，但每个线程有独立的运行栈和程序计数器，因此线程切换的开销较小。
 *  多进程——在操作系统中能同时运行多个任务（程序），也称多任务。
 *  多线程——在同一应用程序中有多个顺序流同时执行。

许多服务器程序，如数据库服务器和 Web 服务器，都支持并发运行，这些服务器能同时响应来自不同客户的请求。

## 1.2：java线程的运行机制 ##

在 java 虚拟机进程中，执行程序代码的任务是由线程来完成的。每个线程都有一个独立的程序计数器和方法调用栈。

程序计数器：也称为 PC 寄存器，当线程执行一个方法时，程序计数器指向方法区中下一条要执行的字节码指令。

方法调用栈：简称方法栈，用来跟踪线程运行中一系列的方法调用过程，栈中的元素称为栈帧，每当线程调用一个方法的时候，就会向方法栈压入一个新帧。帧用来存储方法的参数、局部变量和运算过程中的临时数据。

栈帧由以下三个部分组成：

*  局部变量区：存放局部变量和方法参数。
 *  操作数栈：是线程的工作区，用来存放运算过程中生成的临时数据。
 *  栈数据区：为线程执行指令提供相关的信息，包括如何定位到位于堆区和方法区的特定数据，以及如何正常退出方法或者异常中断方法。

每当用 Java 命令启动一个 Java 虚拟机进程时，Java 虚拟机都会创建一个主线程，该线程从程序入口 main()方法开始执行。以下面程序为例，介绍线程的运行过程。

public class Test {
        private int num; //实例变量
        public int add(){
            int b=0; //局部变量
            num++;
            b=num;
            return b;
        }
        public static void main(String[] args) {
            Test t=new Test(); //局部变量
            int num=0; //局部变量
            num=t.add();
            System.out.println(num);
        }
    }

主线程从 main()方法的程序代码开始运行，当它开始执行 method()方法的“a++”操作时，运行时数据区的状态如下图所示。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjk0OTA2_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

当主线程执行“a++”操作时，它能根据 method()方法的栈帧的栈数据区中的有关信息，正确地定位到堆区的 Test 对象的实例变量 num，并把它的值加 1。

当 add()方法执行完毕后，它的栈帧就会从方法栈中弹出，它的局部变量 b 结束生命周期。main()方法的栈帧就成为当前帧，主线程继续执行 main()方法。

方法区存放了线程所执行的字节码指令，堆区存放了线程所操作的数据（以对象的形式存放），Java 栈区则是线程的工作区，保存线程的运行状态。

在Java中可以通过 Thread 类的 currentThread 方法得到正在调用该方法的线程；

public class TestStream {
        public static void main(String[] args) {
            Thread thread = Thread.currentThread();
            System.out.println(""+thread.getName());//main
        }
    }

# 2：线程的创建与启动 #

Java 在代码中对线程进行了支持，程序员可以创建自己的线程，它将和主线程并发运行。创建线程有两种方式:

*  扩展 Thread 类
 *  实现 Runnable 接口

## 2.1：拓展Thread类 ##

Thread 类代表线程类，它的最主要的两个方法是：

*  run() 包含线程运行时所执行的代码。
 *  start() 用于启动线程

开发线程类只需要继承 Thread 类，覆盖Thread 类的 run()方法即可。在Thread 类中，run()方法的定义如下：public void run()

### 2.1.1：创建线程 ###

public class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            //线程中的实现
            for (int i = 0; i <100 ; i++) {
                System.out.println(""+this.getName()+"---"+i);
            }
        }
    }
    
    
    public class TestMain {
        public static void main(String[] args) {
            MyThread myThread =  new MyThread();
            myThread.start();
            System.out.println(""+Thread.currentThread().getName());
        }
    
    }

当执行“java MyThread“命令时，Java 虚拟机首先创建并启动主线程。主线程的任务是执行 main 方法，main 方法创建了一个 MyThread 对象，然后调用它的 start()方法启动MyThread 线程。MyThread 线程的任务是执行它的 run()方法。  
**主线程和自定义线程并发运行**

在下面，创建两个MyThread线程并发运行

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjk0OTA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

当主线程执行 main()方法时，会创建两个 MyThread 对象，然后启动两个 MyThread 线程。在 Java 虚拟机钟有两个线程并发执行 MyThread 对象的 run()方法。在两个线程各自的方法栈中都有代表 run()方法的栈帧，在这个帧中存放了局部变量 num，也就是每个线程都拥有自己的局部变量 num，它们都分别从 0 增加到 100。

因为 Thread 类中有 getName()方法，MyThread 类继承了 Thread 类，所以在代码中可以使用 this.getName()得到当前线程的名字。mt 对象启动线程的名字是 Thread-0，mt2 对象启动线程的名字是 Thread-1。以此类推；

### 2.1.2：sleep方法 ###

Thread类中有一个sleep方法，在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行),就是线程睡眠一定的时间，也就是交出 CPU 时间片，根据参数来决定暂停时间长度,让给等待序列中的下一个线程 。 Sleep 方法抛出 InterruptedException 。

public class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            //线程中的实现
            for (int i = 0; i <100 ; i++) {
                //当前线程休眠100毫秒
                try {
                    sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(""+this.getName()+"---"+i);
            }
        }
    }
    
    
    public class TestMain {
        public static void main(String[] args) {
            MyThread myThread1 =  new MyThread();
            MyThread myThread2 =  new MyThread();
            myThread1.start();
            myThread2.start();
            System.out.println(""+Thread.currentThread().getName());
        }
    
    }

结果显示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjk0OTA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

当 Thread-0 线程执行打印后，休眠 100 毫秒，也就失去了 CPU 的时间片，Thread-1 线程就得到了CPU的时间片，执行了打印操作，也休眠100毫秒，100毫秒后，Thread-0线程先恢复到可运行状态，接着运行，这样两个线程交替运行。

**不要随便覆盖 Thread 类的 start() 方法**，创建一个线程对象后，线程并不自动开始运行，必须调用它的 start()方法才能启动线程。JDK 为 Thread 类的 start()方法提供了默认的实现，启动线程后调用 run()方法。如果不通过 start()方法启动线程，而是直接调用 run()方法，那只是普通的方法调用，

在 Thread 子类中不要随意覆盖 start()方法，假如一定要覆盖 start()方法，那么应该先调用 super.start()方法。

一个线程只能被启动一次  
一个线程只能被启动一次，以下代码视图两次启动 MyThread 线程。

MyThread mt=new MyThread();
    mt.start();
    mt.start(); //抛出IllegalThreadStateException异常

## 2.2：实现Runnable接口 ##

Java 类不允许一个类继承多个类，因此一旦一个类继承了 Thread 类，就不能再继承其他的类，为了解决这一问题，Java 提供了 java.lang.Runnable 接口，它有一个 run()方法，定义如下：public void run()

public class MyThread implements Runnable {
        int count = 0;
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count++);
                if (count > 10) {
                    break;//当count大于 10 的时候，循环结束
                }
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
    
    public class TestMain {
        public static void main(String[] args) {
            MyThread myThread =  new MyThread();
            Thread thread1 = new Thread(myThread);
            Thread thread2 = new Thread(myThread);
            thread1.start();
            thread2.start();
        }
    
    }

在 Thread 类中定义了如下形式的构造方法：public Thread(Runnable runnable)

当线程启动时，将执行参数runnable所引用对象的run()方法。其实Thread类也实现了Runnable 接口。

在示例中，主线程创建了 t1 和 t2 两个线程对象。启动 t1 和 t2 线程将执行 MyThread 对象的 run()方法。t1 和 t2 共享同一个 MyThread 对象，在执行 run()方法时将操作同一个实例变量 count。

**也可以用匿名内部类**

public class TestMain {
        public static void main(String[] args) {
    
    
            new Thread(new Runnable() {
                int count = 0;
                @Override
                public void run() {
                    while (true) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count++);
                        if (count > 10) {
                            break;//当count大于 10 的时候，循环结束
                        }
                        try {
                            Thread.sleep(100);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }).start();
    
    
        }
    
    }

# 3：线程状态的转换 #

## 3.1：新建状态 ##

用 new 语句创建的线程对象处于新建状态，此时和其他 Java 对象一样，仅仅在堆区中被分配了内存。

## 3.2：就绪状态 ##

当一个线程对象创建后，其他线程调用它的 start()方法，该线程就进入了就绪状态，Java 虚拟机会为它创建方法调用栈和程序计数器。处于这个状态的线程位于可运行池中，等待获得 CPU 的使用权。

## 3.3：运行状态 ##

处于这个状态的线程占用 CPU，执行程序代码。在并发运行环境中，如果计算机只有一个CPU，那么任何时刻只会有一个线程处于这个状态。如果计算机有多个 CPU，那么同一时刻可以让几个线程占用不同的 CPU，使它们都处于运行状态。只有处于就绪状态的线程才有机会转到运行状态。

## 3.4：阻塞状态 ##

塞状态是指线程因为某些原因放弃 CPU，暂时停止运行。当线程处于阻塞状态时，Java虚拟机不会给线程分配 CPU，直到线程重新进入就绪状态，才有机会转到运行状态。

阻塞状态可以分为以下 3 种：

*  位于对象等待池中的阻塞状态：当线程处于运行状态时，如果执行了wait()方法，Java虚拟机就会把线程放到等待池中。
 *  位于对象锁池中的阻塞状态：当线程处于运行状态时，试图获得某个对象的同步锁时，如果该对象的同步锁已经被其他线程占用，Java 虚拟机就会把这个线程放到锁池中。
 *  其他的阻塞状态：当前线程执行了 sleep()方法，或者调用了其他线程的 join()方法，或者发出了 I/O 请求时，就会进入这个状态。

## 3.5：死亡状态 ##

当线程退出 run(方法)时，就进入死亡状态，表示该线程结束生命周期。线程有可能是正常执行完 run()方法而退出的，也有可能是遇到异常而退出。不管线程正常结束还是异常结束，都不会对其他线程造成影响。

# 4：线程调度 #

计算机通常只有一个 CPU,在任何时刻只能执行一条机器指令，每个线程只有获得 CPU 的使用权才能执行指令。所谓多线程的并发，其实是指宏观上看，各个线程轮流获得 CPU 的使用权，分别执行各自的任务。在可运行池中，会有多个处于就绪状态的线程等待 CPU，Java 虚拟机的一项任务就是负责线程的调度。线程的调度是指按照特定的机制为多个线程分配 CPU 的使用权。  
有两种调度模型： 分时调度模型和抢占式调度模型。

分时调度模型是指让所有线程轮流获得CPU的使用权，并且平均分配每个线程占用CPU的时间片。

Java 虚拟机采用抢占式调度模型，是指优先让可运行池中优先级高的线程占用 CPU，如果可运行池中线程的优先级相同，那么就随机选择一个线程，使其占用 CPU。处于运行状态的线程会一直运行，直至它不得不放弃 CPU。一个线程会因为以下原因而放弃 CPU：

*  Java 虚拟机让当前线程暂时放弃 CPU，转到就绪状态，使其他的线程获得运行机会。
 *  当前线程因为某些原因而进入阻塞状态。
 *  线程运行结束。

值得注意的是，线程的调度不是跨平台的，它不仅取决于 Java 虚拟机，还依赖操作系统。在某些操作系统中，只要运行中的线程没有遇到阻塞，也会在运行一段时间后放弃 CPU，给其他线程运行的机会。

在 java 中，同时启动多个线程后，不能保证各个线程轮流获得均等的 CPU 时间片，从之前的例子中，大家可以体会到这一点。一个线程运行机毫秒后，就放弃的 CPU 时间片，另一个线程就得到了 CPU 时间片，各个线程交替运行。

## 4.1：调整各个线程的优先级 ##

所有处于就绪状态的线程根据优先级存放在可运行池中，优先级低的线程获得较少的运行机会 ， **优 先 级 高 的 线 程 获 得 较 多 的 运 行 机 会** 。 Thread 类 的 setPriority(int) 和getPriority()方法分别用来设置优先级和读取优先级。优先级用整数表示，取值范围是1~10，Thread 类有以下 3 个静态常量。

*  MAX\_PRIORITY：取值为 10，表示最高优先级。
 *  MIN\_PRIORITY：取值为 1，表示最低优先级。
 *  NORM\_PRIORITY：取值为 5，表示默认的优先级。

如果不设置线程的优先级，线程默认的优先级为 5。

值得注意的是，尽管Java提供了10个优先级，但它与多数操作系统都不能很好地映射。比如 Windows2000 有 7个优先级，并且不是固定的，而 Sun公司的 Solaris 操作系统有 2的 31次方个优先级。如果希望程序能移植到各个操作系统中，应该确保在设置线程的优先级时，只使用 MAX\_PRIORITY、MIN\_PRIORITY、NORM\_PRIORITY 这 3 个优先级。这样才能保证在不同的操作系统中，对同样优先级的线程采用同样的调度方式。

*  MyThread mt=new MyThread();mt.setPriority(Thread.MAX\_PRIORITY);//设置最高的优先级
 *  MyThread mt=new MyThread();mt.getPriority();//读取线程的优先级

## 4.2：线程睡眠：Thread.sleep() ##

当一个线程在运行过程中执行了sleep()方法时，它就会放弃CPU，转到阻塞状态。下面示例中每执行一次循环，就睡眠 1000 毫秒。

public class TestMain {
        public static void main(String[] args) {
    
            new Thread(new Runnable() {
                int count = 0;
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i <10 ; i++) {
                        try {
                            System.out.println(""+i);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }).start();
    
        }
    
    }

Thread 类的 sleep(long millis)方法是静态的，millis参数设定睡眠的时间，以毫秒为单位。当执行 sleep()方法时，就会放弃 CPU 开始睡眠，2 秒钟后线程结束睡眠，就会获得CPU，继续进行下一次循环。所以会感觉程序运行很慢。

值得注意的是，当某线程结束睡眠后，首先转到就绪状态，假如其他的线程正在占用 CPU，那么该线程就在可运行池中等待获得 CPU。

## 4.3：线程让步：Thread.yield() ##

当线程在运行中执行了Thread类的yield()静态方法，如果此时具有相同优先级的其他线程处于就绪状态，那么 yield()方法将把当前运行的线程放到可运行池中并使另一个线程运行。如果没有相同优先级的可运行线程，则 yield()方法什么也不做。

总的来说只让给同优先级的

class MyThread extends Thread {
        int count = 0;
        public void run() {
            while (true) {
                System.out.println(getName() + ":" + count++);
                yield();
            }
        }
    }
    class Client {
        public static void main(String[] arr) throws InterruptedException {
            MyThread mt=new MyThread();
            MyThread mt2=new MyThread();
            mt.start();
            mt2.start();
        }
    }

**sleep()方法和 yield()方法都是 Thread 类的静态方法**，都会使当前处于运行状态的线程放弃 CPU，把运行机会让给其他线程。两者的区别在于：

sleep()方法会给其他线程运行机会，而不考虑其他线程的优先级，因此会给较低优先级线程一个机会；yield()方法只会给相同优先级或者更高优先级线程一个运行的机会。

当线程执行了 sleep(long millis)方法后，会转到阻塞状态，参数 millis 指定睡眠的时间；当线程执行了 yield()方法后，将转到就绪状态。

sleep()方法方法抛出InterrupedException异常，而yield()方法没有声明抛出任何异常。

sleep()方法比 yield()方法具有更好的可移植性。不能依靠 yield()方法来提高程序的并发性能。对于大多数程序员来说，yield()方法的唯一用途是在测试期间人为地提高程序的并发性能，以帮助发现一些隐藏的错误。

## 4.4:等待其他线程结束：其他线程对象.join()---让别人先走，走完自己再走 ##

当前运行的线程可以调用另一个线程的 join()方法，当前运行的线程将转到**阻塞状态**，直至另一个线程运行结束，它才恢复运行。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjk0OTA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

join()方法有两种重载形式：

*  public void join()
 *  public void join(long timeout)

timeout 参数设定当前线程被阻塞的时间，以毫秒为单位。如果把示例 main()方法中的mt.join() 改为 mt.join(10) ，那么当主线程被阻塞的时间超过了 10 毫秒，或者 mt 线程运行结束时，主线程就会恢复运行。

## 4.5:废弃的停止线程方法：stop() ##

stop 这个方法是臭名昭著了，早就被弃用了，但是现在任然有很多钟情与他的人，永远都放不下他，因为从他的字面意思上我们可以知道他貌似可以停止一个线程，这个需求是每个搞线程开发的人都想要的操作，但是他并非是真正意义上的停止线程，而且停止线程还会引来一些其他的麻烦事，下面就来详细的介绍一下这个方法的：

从 SUN 的官方文档可以得知，调用 Thread.stop()方法是不安全的，这是因为当调用Thread.stop()方法时，会发生下面两件事：

*  1. 即刻抛出 ThreadDeath 异常，在线程的 run()方法内，任何一点都有可能抛出 ThreadDeath Error，包括在 catch 或 finally 语句中。
 *  2. 会释放该线程所持有的所有的锁，而这种释放是不可控制的，非预期的。当线程抛出 ThreadDeath 异常时， 可以在该线程 run()方法的任意一个执行点抛出， 会导致该线程的 run()方法突然返回来达到停止该线程的目的。

## 4.6:中断线程 ： thread.interrupt() ##

线程的 thread.interrupt()方法是中断线程，将会设置该线程的中断状态位，即设置为true，中断的结果线程是死亡、还是等待新的任务或是继续运行至下一步，就取决于这个程序本身。线程会不时地检测这个中断标示位，以判断线程是否应该被中断（中断标示值是否为 true）。它并不像 stop 方法那样会中断一个正在运行的线程。

判断某个线程是否已被发送过中断请求，请使用Thread.currentThread().isInterrupted()方法（因为它将线程中断标示位设置为true后，不会立刻清除中断标示位，即不会将中断标设置为false），而不要使用thread.interrupted()（该方法调用后会将中断标示位清除，即重新设置为false）方法来判断，下面是线程在循环中时的中断方式：

### 4.6.1 使用中断信号量中断非阻塞状态的线程 ###

中断线程最好的，最受推荐的方式是，使用共享变量（shared variable）发出信号，告诉线程必须停止正在运行的任务。线程必须周期性的核查这一变量，然后有秩序地中止任务。下面代码描述了这一方式：

public class MyThread extends Thread{
        int count = 0;
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i <10 ; i++) {
                //这里检测到中断位的话，该线程就终止，并复位改中断位
                if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    break;
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+i);
            }
        }
    }
    
    
    
    public class TestMain {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            MyThread mt=new MyThread();
            mt.start();
            System.out.println("main ...");
            for (int i = 0; i <100 ; i++) {
                System.out.println("main"+i);
                if(i==80){
                    //这里将mt线程设置中断位，当线程检测到中断位后，mt线程终止
                    mt.interrupt();
                }
            }
    
        }
    
    }

### 4.6.2 中断阻塞状态线程 ###

Thread.interrupt()方法不会中断一个非正在运行的线程。这一方法实际上完成的是，设置线程的中断标示位，在线程受到阻塞的地方（如调用 sleep、wait、join 等地方）抛出一个异常 InterruptedException，并且中断状态也将被清除，这样线程就得以退出阻塞的状态。

主线程执行Thread对象的interrupt方法，线程可以捕获到中断，立即抛出异常，停止循环，在catch中结束线程。  
如果是wait方法休眠，同样会抛出InterruptedException异常。

public class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i <10 ; i++) {
                
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+i);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    //如果在休眠状态下该线程被调用.interrupt（）方法，将被抛出异常，我们采用在这里终止
                    e.printStackTrace();
                    break;
                }
            }
        }
    }
    
    
    public class TestMain {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            MyThread mt=new MyThread();
            mt.start();
            System.out.println("main ...");
            for (int i = 0; i <100 ; i++) {
                System.out.println("main"+i);
                if(i==80){
                    //这里将mt线程设置中断位，当线程检测到中断位后，mt线程终止
                    mt.interrupt();
                }
            }
    
        }
    
    }

# 5：查看线程 #

## 5.1 获取当前线程的引用 ##

Thread 类的 currentThread()静态方法返回当前线程对象的引用。在主线程 main 中执行 currentThread()方法时，返回主线程对象的引用。

public class TestMain {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread main = Thread.currentThread();
            //输出当前线程的名称
            System.out.println(""+main.getName());//main
        }
    
    }

## 5.2：查看所有的活动 ##

Thread.getAllStackTraces()方法用于获取虚拟机中所有线程的 StackTraceElement 对象。在实际项目中不妨调用这个方法做个管理员页面，可以随时使用浏览器来查看线程堆栈，代码如下：

public class TestMain {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            //创建线程对象
            MyThread t1=new MyThread();
            MyThread t2=new MyThread();
            //启动线程
            t1.start();
            t2.start();
    
            Map<Thread, StackTraceElement[]> allStackTraces = Thread.getAllStackTraces();
            Set<Thread> threads = allStackTraces.keySet();
            //打印所有线程的名字
            threads.stream().forEach(x->System.out.println("thread:"+x.getName()));
        }
    
    }

# 6：后台进程 #

后台线程是指为其他线程提供服务的线程，也成为守护线程。如果说演员是前台线程，那么其他工作人员就是后台线程。

Java 虚拟机的垃圾回收线程就是典型的后台线程，它负责回收其他线程不再使用的内存

后台线程的特点是：后台线程和前台线程相伴相随，只有前台线程都结束生命周期，后台线程才会结束生命周期。只要有一个前台线程还没有结束运行，后台线程就不会结束生命周期。

主线程在默认情况下是前台线程，由前台线程创建的线程在默认情况下也是前台线程。调用Thread 类的 setDaemon(true)方法，就能把一个线程设置为后台线程。Thread 类的isDaemon()方法用来判读一个线程是否是后台线程。

Java 虚拟机保证：当所有前台线程运行结束后，再终止后台线程，体现的是先后顺序。那么前台线程运行结束后，后台线程是一次也不运行吗？这取决于程序的实现。

只有线程启动前（即调用 start()方法以前），才能把它设置为后台线程。如果线程启动后，再调用这个线程的 setDaemon()方法，就会导致 IllegalThreadStateException 异常。

# 7：定时器 #

## 7.1：ScheduledExecutorService---多线程池的执行任务，有线程池 可以支持多个任务并发执行 ##

在 JDK 的 java.util 包中提供了一个实用类 ScheduledExecutorService，它能够定时执行特定的任务。TimerTask 类表示定时器执行的一项任务。

public class TestMain {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            int count = 0;
            //定时任务的工具类
            ScheduledExecutorService ses= Executors.newScheduledThreadPool(1);
            TimerTask timerTask = new TimerTask() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("this time:"+new Date());
                }
    
            };
    
            //利用工具类按照不同的条件触发定时任务
            //设置执行一次的定时任务
            ses.schedule(timerTask,5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
            //设置反复执行，固定频率的定时任务
    //        ses.scheduleAtFixedRate(timerTask,0,5000,TimeUnit.MILLISECONDS);
            //设置反复执行，固定间隔的定时任务
    //        ses.scheduleWithFixedDelay(timerTask,0,5000,TimeUnit.MILLISECONDS);
            //关闭ses
            Thread.sleep(6000);
            ses.shutdown();
        }
    
    }

### 7.1.1：ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,long delay,TimeUnit unit) ###

创建并执行在给定延迟后启用的一次性操作。  
参数：

*  command - 要执行的任务
 *  delay - 从现在开始延迟执行的时间
 *  unit - 延迟参数的时间单位

### 7.1.2：ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit) ###

创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，后续操作具有给定的周期；也就是将在 initialDelay 后开始执行，然后在 initialDelay+period 后执行，接着在initialDelay + 2 \* period 后执行，依此类推。如果任务的任何一个执行遇到异常，则后续执行都会被取消。否则，只能通过执行程序的取消或终止方法来终止该任务。如果此任务的任何一个执行要花费比其周期更长的时间，则将推迟后续执行，但不会同时执行。

参数：

*  command - 要执行的任务
 *  initialDelay - 首次执行的延迟时间
 *  period - 连续执行之间的周期
 *  unit - initialDelay 和 period 参数的时间单位

### 7.1.3：ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit) ###

创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，随后，在每一次执行终止和下一次执行开始之间都存在给定的延迟。如果任务的任一执行遇到异常，就会取消后续执行。否则，只能通过执行程序的取消或终止方法来终止该任务。  
参数：

*  command - 要执行的任务
 *  initialDelay - 首次执行的延迟时间
 *  delay - 一次执行终止和下一次执行开始之间的延迟
 *  unit - initialDelay 和 delay 参数的时间单位

## 7.2：Timer---单线程（当执行任务的时间间隔小于执行任务的时间， timer就会等待上一个任务执行结束才执行下一个） ##

在Java中为我们提供了Timer来实现定时任务，当然现在还有很多定时任务框架，比如说Spring、QuartZ、Linux Cron等等，而且性能也更加优越。但是我们想要深入的学习就必须先从最简单的开始。

在Timer定时任务中，最主要涉及到了两个类：Timer和TimerTask。他们俩的关系也特别容易理解，TimerTask把我们得业务逻辑写好之后，然后使用Timer定时执行就OK了。我们来看一个最基本的案例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjk0OTA2_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

## 7.3：ScheduledExecutorService的使用 ##

参考：[https://www.jianshu.com/p/aeb391e4edb0][https_www.jianshu.com_p_aeb391e4edb0]

### 7.2.1：基本使用 ###

/**
     * 带延迟时间的调度，只执行一次
     * 调度之后可通过Future.get()阻塞直至任务执行完毕
     */
    1. public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,
                                          long delay, TimeUnit unit);
    
    /**
     * 带延迟时间的调度，只执行一次
     * 调度之后可通过Future.get()阻塞直至任务执行完毕，并且可以获取执行结果
     */
    2. public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable,
                                              long delay, TimeUnit unit);
    
    /**
     * 带延迟时间的调度，循环执行，固定频率
     */
    3. public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,
                                                     long initialDelay,
                                                     long period,
                                                     TimeUnit unit);
    
    /**
     * 带延迟时间的调度，循环执行，固定延迟
     */
    4. public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
                                                        long initialDelay,
                                                        long delay,
                                                        TimeUnit unit);

### 7.2.2：schedule Runnable ###

该方法用于带延迟时间的调度，只执行一次。调度之后可通过`Future.get()`阻塞直至任务执行完毕。我们来看一个例子。

class MyFrame extends TimerTask {
        int count = 0;
        private String name;
        public MyFrame() {
        }
    
        public MyFrame(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i <10 ; i++) {
                System.out.println(name+i);
            }
    
    
        }
    }
    
    
    
    public class TestMain {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
            //定时任务的工具类
            ScheduledExecutorService ses= Executors.newScheduledThreadPool(1);
            System.out.println("main...");
            ScheduledFuture<?> future = ses.schedule(new MyFrame("wkl-"), 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
            //调用这个方法停止线程
            future.get();
        }
    
    }

### 7.2.3：schedule Callable ###

@Test public void test_schedule4Callable() throws Exception {
        ScheduledExecutorService service = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        ScheduledFuture<String> future = service.schedule(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("task finish time: " + format(System.currentTimeMillis()));
            return "success";
        }, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        System.out.println("schedule finish time: " + format(System.currentTimeMillis()));
    
        System.out.println("Callable future's result is: " + future.get() +
                ", and time is: " + format(System.currentTimeMillis()));
    }

运行看到的结果和`Runnable`基本相同，唯一的区别在于`future.get()`能拿到`Callable`返回的真实结果。

![20200612163340977.png][]

# 8：线程的同步 #

一个线程在执行原子操作期间，应该采取措施使得其他线程不能操作共享资源，否则就会出现，共享资源被重复操作的问题。

## 8.1：同步代码块 ##

为了保证每个线程能正常执行原子操作，Java 引入了同步机制，具体做法是在代表原子操作的程序代码前加上 synchronized 标记，这样的代码被称为同步代码块。

以上代码创建了 Object 对象 o，在同步块中，o 充当了同步锁的作用。

每个 Java 对象都有且只有一个同步锁，在任何时刻，最多只允许一个线程拥有这把锁。当第一个线程拥有了这个同步锁，执行同步块里的代码时，其他的线程因为没有拥有这把锁，就不能执行同步块里的代码。即使该线程睡眠了，其他线程也是不能执行同步块里的代码。直到该线程执行完同步块释放了 o 的同步锁，其他线程才有机会执行同步块里的代码。

public class MyThread extends Thread {
        //有 100 张票
        int count = 100;
        //同步锁
        Object o = new Object();
    
        public void run() {
            while (true) {
                synchronized (o) {
                    if (count > 0) {
                        try {
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (Exception e) {
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                + "=" + count);
                        count--;
                    } else {
                        break;
                    }
                }
            }
        }
    }

当前对象也可以作为同步锁使用，所以也可以这样写同步块：

synchronized(this){}

当一个线程开始执行同步代码块时，并不意味着以不中断的方式运行。进入同步代码的线程也可以执行 Thread.sleep()或者执行 Thread.yield()方法，此时它并没有释放锁，只是把运行机会让给了其他的线程。

## 8.2：同步方法 ##

使用 synchronized 关键字修饰的方法为同步方法，同步方法和同步块一样有线程同步的功能。

public class MyThread extends Thread {
        //有 100 张票
        int count = 100;
        //同步锁
        Object o = new Object();
    
        public void run() {
            while (true) {
                if (count < 1) {
                    break;
                }
                sale();
            }
        }
    
        public synchronized void sale() {
            if (count > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (Exception e) {
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=" + count);
                count--;
            }
        }
    }

同步方法中使用当前对象 this 作为同步锁，所以不需要额外声明同步锁。  
synchronized 声明不会被继承。如果一个用 synchronized 修饰的方法被子类覆盖，那么子类中这个方法不再保持同步，除非也用 synchronized 修饰。

## 8.3：同步与并发 ##

同步是解决共享资源竞争的有效手段。当一个线程已经在操纵共享资源时，其他线程只能等待，只有当已经在操纵共享资源的线程执行同步代码后，其他线程才有机会操纵共享资源。

为了提高并发性能，应该使同步代码块中包含尽可能少的操作，使得一个线程能尽快释放锁，减少其他线程等待锁的时间。可以改为一个人打完一桶水后，就让其他人打水，大家轮流打水，直到每个人都打完 10 桶水。

## 8.4：线程安全的类 ##

一个线程安全的类满足以下条件：  
这个类的对象可以同时被多个线程安全的访问。  
每个线程都能正常执行原子操作，得到正确的结果。  
在每个线程的原子操作都完成后，对象处于逻辑上合理的状态。

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