java线程基础-生命周期，创建合适线程数，局部方法安全性

线程生命周期

首先先来介绍线程通用生命周期

通用的线程生命周期

1. 初始状态：线程被创建（仅仅是编程语言层面，操作系统还没有创建真正的线程），不允许CPU分配资源。
2. 可运行状态：线程可以分配CPU执行，（操作系统层面已经创建线程了）
3. 运行状态：操作系统给其分配一个可运行状态的线程，占用CPU使用权。
4. 休眠状态：运行状态调用阻塞API或者等待某个条件变量成立，释放CPU使用权，陷入休眠状态。
5. 终止状态：线程执行完活出现异常就会进入终止状态，线程生命周期也就结束了。

java线程的生命周期

java因为操作系统中线程非常稳定，因此把JVM把线程调度交给操作系统了，因此java把可运行状态和运行状态合并了。

而休眠状态中java有三个状态BLOCKED(阻塞状态)，WAITING(无实现等待)，TIMED_WAITING(有时限等待)，java线程处于这三种状态时，就永远没有CPU的使用权。

那么java线程之间的状态时如何转化的？

1. RUNNABLE和BLOCKED之间的转换
   只有一种场景（就是线程等待获取synchroned隐式锁，synchronized修饰的方法和代码块只能一个线程进入，其他线程会陷入BLOCKED,而当等待的线程获取到synchronized隐式锁，就会从BLOCKED转换成RUNNABLE）会触发这种转换。
   那平时调用阻塞式API会不会转换到BLOCKED状态呢？
   答：不会，但是在操作系统层面是会转换到休眠状态，JVM中不会发生变化，还是RUNNABLE，因为把线程调度交给操作系统了，在JVM中等待CPU使用权和等待IO,都是等待CPU使用权，归为RUNNABLE。

2. RUNNABLE和WAITING之间的转换
   三种场景会触发

   1. 获取synchronized隐式锁，调用wait()方法。RUNNABLE->WAITING
   2. 调用Thread.join，执行这条语句的线程会等待该Thread线程执行完,等待中的线程会从RUNNABLE->WAITING。而等Thread执行完，就会WAITING->RUNNALBE。
   3. thread调用LockSupport.park()当前线程thread会被阻塞(从RUNNABLE->WAITING),调用LockSupport.unpark(Thread thread)可唤醒thread,thread的状态WAITING->RUNNABLE。

3. RUNNABLE和TIMED_WAITING的状态转换
   五钟场景会触发这种情况（都是调用带超时参数的方法）

   1. 调用Thread.sleep(long mills)
   2. 获得synchronized隐式锁后调用wait(long time)。
   3. thread调用Thread.join(long time)。thread陷入超时等待中（时间一到继续执行），而Thread运行。
   4. 调用带超时参数的 LockSupport.parkNanos(Object blocker, long deadline) 方法；
   5. 调用带超时参数的 LockSupport.parkUntil(long deadline) 方法。

4. NEW到RUNNABLE状态
   NEW状态：Thread thread=new Thread();不会被操作系统调度。
   RUNNABLE状态:thread.start()。线程调度交给操作系统（阻塞还是执行）。

5. 从 RUNNABLE 到 TERMINATED 终止状态
   当线程执行完时，自动从RUNNABLE->TERMINATED。在执行run方法时抛出异常，也会进入终止状态。

   有时想要终止线程，正确姿势是调用interrupt()方法,那为什么不调用stop呢？

那么stop和interrupt的区别？

Thread.stop()方法，会直接终止线程，并且释放对应拿到的锁。
而interrupt()方法仅仅是通知线程。

• 当线程处于WAITING和TIMED_WAITING状态时，调用interrupt方法，会使该线程变成RUNNABLE状态，同时触发interruptException异常,并且清除中断标志位。
• 当线程处于RUNNABLE且没有获取CPU资源时（比如阻塞在io）,也会抛出对应的异常。

上面两种情况都是通过抛出异常，然后我们通过try,catch捕获异常，break可以终止线程。

• 当线程处于RUNNABLE状态并且拥有CPU的资源，这时调用thread.interrupt()方法，只会通知，并不会抛出异常，只能通过isInterrupt()方法，检测是否通知中断了。注意：__如果抛出异常，中断标志位会被清除。__你可以在try,catch后重新添加标志位。

创建多少线程才是合适的

我们使用多线程的目的是为了提高计算机CPU和IO设备的利用率。

比如创建两个线程，在一个线程执行CPU计算，另一个线程执行IO操作。这样两者的利用率达到100%。

根据CPU和IO的执行时间，可分两种场景：

• IO密集型：IO设备的执行时间相对CPU来说非常长
  最佳线程数 =CPU 核数 * [ 1 +（I/O 耗时 / CPU 耗时）]如果CPU和IO的耗时比是1:2, 3个线程是最合适的。
• CPU密集型：大部分都是纯CPU计算
  理论上：线程数=CPU数量。

局部变量是线程安全的

我们都知道JAVAnew出来的对象都是放在共享堆区中，引用在放在独立栈中。

并且每个线程都有自己独立的栈空间，而这个栈是和方法的调用是有关系的，经常被称为调用栈。比如方法A调用方法B，程序运行时，会构建对应线程的调用栈，执行方法A，在调用栈中创建独属于方法A的空间，称为栈帧。调用方法B时，创建该方法的栈帧，压入到调用栈中，方法结束时，弹出栈帧。

每个线程有独属于线程的空间调用栈，每个方法在调用栈中有属于自己的空间栈帧，局部变量存放在栈帧中，所以会发现局部变量是线程安全的。
注意：set（get()+1）,先压set方法，在压入get()，get()方法执行完，弹出栈帧，返回参数，执行set（)方法。

参考 极客时间-Java并发编程
更多可见 邓新