Java并发程序设计一

1.线程新建

     不要用run()来开启线程,它只会在当前线程中,串行执行run()方法中的代码;创建线程时,推荐传入Runnable接口的实例,因为默认的Thread.run()就是直接调用内部的Runnable接口,这样避免了重载Thread.run(),因此使用Runnable接口来告诉线程该做什么更为合理。

2.线程终止

  • 设置退出标志使线程正常退出,也就是run()方法执行完毕后正常终止线程;
public class ThreadSafe extends Thread {
    public volatile boolean exit = false; 
        public void run() { 
        while (!exit){
            //do something
        }
    } 
}
  • 使用interrupt()方法中断线程,严格讲线程并不会立即结束,只是发起了一个线程结束的通知,具体怎么操作由线程本身决定。

       1.线程处于阻塞状态,如使用了sleep,同步锁的wait,socket中的receiver,accept等方法时,会使线程处于阻塞状态。当调用线程的interrupt()方法时,会抛出InterruptException异常。阻塞中的那个方法抛出这个异常,通过代码捕获该异常,然后break跳出循环状态,从而让我们有机会结束这个线程的执行。通常很多人认为只要调用interrupt方法线程就会结束,实际上是错的, 一定要先捕获InterruptedException异常之后通过break来跳出循环,才能正常结束run方法。如下代码:

public class ThreadSafe extends Thread {
    public void run() { 
        while (true){
            try{
                    Thread.sleep(5*1000);//阻塞5妙
                }catch(InterruptedException e){
                    e.printStackTrace();
                    break;//捕获到异常之后,执行break跳出循环。
                }
        }
    } 
}

      2.线程未处于阻塞状态,使用isInterrupted()判断线程的中断标志来退出循环。当使用interrupt()方法时,中断标志就会置true,和使用自定义的标志来控制循环是一样的道理。代码如下:

public class ThreadSafe extends Thread {
    public void run() { 
        while (!isInterrupted()){
            //do something, but no throw InterruptedException
        }
    } 
}

      3.为什么要区分进入阻塞状态和和非阻塞状态两种情况了,是因为当阻塞状态时,如果有interrupt()发生,系统除了会抛出InterruptedException异常外,还会调用interrupted()函数,调用时能获取到中断状态是true的状态,调用完之后会复位中断状态为false,所以异常抛出之后通过isInterrupted()是获取不到中断状态是true的状态,从而不能退出循环,因此在线程未进入阻塞的代码段时是可以通过isInterrupted()来判断中断是否发生来控制循环,在进入阻塞状态后要通过捕获异常来退出循环。因此使用interrupt()来退出线程的最好的方式应该是两种情况都要考虑,代码如下:

public class ThreadSafe extends Thread {
    public void run() { 
        while (!isInterrupted()){ //非阻塞过程中通过判断中断标志来退出
            try{
                Thread.sleep(5*1000);//阻塞过程捕获中断异常来退出
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
                break;//捕获到异常之后,执行break跳出循环。
            }
        }
    } 
}
  • stop()方法强制结束线程

       程序中可以直接使用thread.stop()来强行终止线程,但是stop方法是很危险的,就象突然关闭计算机电源,而不是按正常程序关机一样,可能会产生不可预料的结果,不安全主要是:thread.stop()调用之后,创建子线程的线程就会抛出ThreadDeatherror的错误,并且会释放子线程所持有的所有锁。一般任何进行加锁的代码块,都是为了保护数据的一致性,如果在调用thread.stop()后导致了该线程所持有的所有锁的突然释放(不可控制),那么被保护数据就有可能呈现不一致性,其他线程在使用这些被破坏的数据时,有可能导致一些很奇怪的应用程序错误。因此,并不推荐使用stop方法来终止线程。

  • 等待线程结束和谦让

       1.等待线程结束join()方法,一个线程的输入依赖于另外一个或者多个线程的输出,此时需要等待依赖线程执行完毕才能继续执行。join()方法有两个实现:public final void join() throws InterruptedException—无限等待直到目标线程执行完毕;public final void join(long millis) throws InterruptedException—给出最大等待时间,如果超时则本线程继续执行;代码如下:

package com.luna.thread;
public class JoinMain{
	public volatile static int i = 0;
	public static class AddThread extends Thread{
		@Override
		public void run() {
			for(i=0;i<10000000;i++);
		}
	}
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		AddThread ad = new AddThread();
		ad.start();
		ad.join();
		System.out.println(i);
	}
}

       主函数中如果不使用join()方法等待AddThread,那么i得到的很可能是0或者一个非常小的数字。因为AddThread换没开始执行,i的值就已经被输出了。join()的本质是让调用线程wait在当前线程对象实例上。

     2.Thread.yield()会让出当前线程的CPU,虽然让出线程的CPU资源,但还是会进行CPU资源的抢夺。当一个线程不那么重要、或者优先级较低时,且又害怕占用太多CPU资源,就可以在适当时候调用Thread.yield()方法,给与其它重要线程更多的工作机会。

3.竞态条件

      当多个线程竞争同一资源时,如果对资源的访问顺序敏感,就称存在竞态条件。导致竞态条件发生的代码区称作临界区。在临界区中使用适当的同步就可以避免竞态条件。临界区实现方法有两种,一种是用synchronized,一种是用Lock显式锁实现。

4.Fail-Fast和Fail-Safe

      并发修改:当一个或多个线程正在遍历一个集合Collection(ArrayList,Vector,HashMap,HashSet),此时另一个线程修改了这个集合的内容(添加、删除或者修改),Fail-Fast机制在遍历一个集合时,当集合结构被修改,会抛出Concurrent Modification Exception。Fail-Fast迭代器在遍历过程中是直接访问内部数据的,因此内部的数据在遍历的过程中无法被修改。为了保证不被修改,迭代器内部维护了一个标记 “mode” ,当集合结构改变(添加删除或者修改),标记"mode"会被修改,而迭代器每次的hasNext()和next()方法都会检查该"mode"是否被改变,当检测到被修改时,抛出Concurrent Modification Exception。Fail-Safe(CopyOnWriteArrayList,ConcurrentHashMap)任何对集合结构的修改都会在一个复制的集合上进行修改,因此不会抛出ConcurrentModificationException。fail-safe机制有两个问题(1)需要复制集合,产生大量的无效对象,开销大;(2)无法保证读取的数据是目前原始数据结构中的数据。

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