Java并发编程基础（1）—线程

 

1、线程简介

1.1 什么是线程？

1）、现代操作系统在运行一个程序时，会为其创建一个进程。例如，启动一个Java程序，操作系统就会创建一个Java进程。现代操作系统调度的最小单元是线程，也叫轻量级进程（Light Weight Process）

 

2）、在一个进程里可以创建多个线程，这些线程都拥有各自的计数器、堆栈和局部变量等属性，并且能够访问共享的内存变量。处理器在这些线程上高速切换，让使用者感觉到这些线程在同时执行。

 

一个 Java 程序从 main() 方法开始 执 行，然后按照既定的代 码逻辑执 行，看似没有其他 线 程 参与，但实际 上 Java 程序天生就是多 线 程程序，因 为执 行 main() 方法的是一个名称 为 main 的 线程。

 

 

 下面使用 JMX 来 查 看一个普通的 Java 程序包含哪些 线 程

 

public class MultiThread{ 

        public static void main(String[] args) { 
             // 获取Java线程管理MXBean
             ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean(); 
             // 不需要获取同步的monitor和synchronizer信息，仅获取线程和线程堆栈信息 
             ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false);
             // 遍历线程信息，仅打印线程ID和线程名称信息 
                  for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) { 
                          System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo. getThreadName()); 

                       }
              } 
}

输出：

[4] Signal Dispatcher // 分发处理发送给JVM信号的线程 
[3] Finalizer // 调用对象finalize方法的线程 
[2] Reference Handler // 清除Reference的线程 
[1] main // main线程，用户程序入口

可以看到，一个 Java 程序的运行不 仅仅 是 main() 方法的运行，而是 main 线 程和多个其他 线程的同时 运行

 

 

1.2 为什么要使用多线程

使用多线程原因主要有以下几点：

（ 1 ）更多的 处 理器核心

 

线 程是大多数操作系 统调 度的基本 单 元，一个程序作 为 一个 进 程来运行，程序运行 过 程中能够创 建多个 线 程，而一个 线 程在一个 时 刻只能运行在一个 处理器核心上。如果该程序使用多线程技术，将计算逻辑分配到多个处理器核心上，就会显著减少程序的处理时间，并且随着更多处理器核心的加入而变得更有效率。

 

（ 2 ）更快的响 应时间

 

使用多 线 程技 术 ，即将数据一致性不 强 的操作派 发给 其他 线 程 理（也可以使用消息队 列），如生成 订单 快照、 发 送 邮 件等。 这样 做的好 处 是响 应 用 户请 求的 线 程能够 尽可能快地 处 理完成， 缩 短了响 应时间 ，提升了用 户 体 验。

 

（ 3 ）更好的 编 程模型

 

Java 为 多 线 程 编 程提供了良好、考究并且一致的 编 程模型，使开 发 人 员 能 够 更加 专 注于 问 题的解决，即 为 所遇到的 问题 建立合适的模型，而不是 绞 尽 脑 汁地考 虑 如何将其多 线 程化。一旦开发 人 员 建立好了模型，稍做修改 总 是能 够 方便地映射到 Java 提供的多 线 程 编 程模型上。

 

1.3 线程优先级

在 Java 线 程中，通 过 一个整型成 员变 量 priority 来控制 优 先 级 ， 优 先 级 的范 围 从 1~10 ，在 线程构建的时 候可以通 过 setPriority(int) 方法来修改 优 先 级 ，默 认优 先 级 是 5 ， 优 先 级 高的 线 程分 配时间 片的数量要多于 优 先 级 低的 线 程。 设 置 线 程 优 先 级时 ， 针对频 繁阻塞（休眠或者 I/O 操作）的线 程需要 设 置 较 高 优 先 级 ，而偏重 计 算（需要 较 多 CPU 时间 或者偏运算）的 线 程 则设 置 较低的优 先 级 ，确保 处 理器不会被独占。在不同的 JVM 以及操作系 统 上， 线 程 规 划会存在差异， 有些操作系统 甚至会忽略 对线 程 优 先 级 的 设 定。

 

1.4 线程的状态

1、NEW(初始状态)：线程被构建，但是还没有调用start(）方法。

2、RUNNABLE（运行状态）：Java线程将操作系统中的就绪和运行状态称作”运行中“。

3、BLOCKED（阻塞状态）：表示线程阻塞于锁。

4、WAITING（等待状态）：表示线程进入等待状态。需要其他线程通知或中断。

5、TIME_WAITING（超时等待状态）：该状态不同于WAITING，它是可以在指定的时间返回的。

6、TERMINATED（终止状态）：表示该线程已经执行完毕。

1.5 Daemon线程

Daemon线程是一种支持型线程，因为它主要被用作程序中后台调度以及支持性工作。这 意味着，当一个Java虚拟机中不存在非Daemon线程的时候，Java虚拟机将会退出。可以通过调 用Thread.setDaemon(true)将线程设置为Daemon线程。

注意： Daemon属性需要在启动线程之前设置，不能在启动线程之后设置

 

Daemon 线 程被用作完成支持性工作，但是在 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：

 

public class Daemon { 

            public static void main(String[] args) {
                     Thread thread = new Thread(new DaemonRunner(), "DaemonRunner");                 
                     thread.setDaemon(true);
                     thread.start(); 

} 

static class DaemonRunner implements Runnable { 

          @Override 
          public void run() { 
                try {
                  SleepUtils.second(10); 
                } finally { 
                   System.out.println("DaemonThread finally run."); 
         } 
     } 
  } 
}

运行 Daemon 程序，可以看到在 终 端或者命令提示符上没有任何 输 出。 main 线 程（非 Daemon线 程）在启 动 了 线 DaemonRunner 之后随着 main 方法 执 行完 毕 而 终 止，而此 时 Java 虚 拟机中已经 没有非 Daemon 线 程，虚 拟 机需要退出。 Java 虚 拟 机中的所有 Daemon 线 程都需要立即 终止，因此 DaemonRunner 立即 终 止，但是 DaemonRunner 中的 finally 块 并没有 执 行。

注意：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。