有关线程

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title: 有关线程
date: 2019-04-27
tags: java

有关线程

线程的生命周期体可以分为如下5个主要的阶段

• NEW
• RUNNABLE
• RUNNING
• BLOCKED
• TERMINATED

线程的NEW状态
当我们用关键字new创建了一个Thread对象时，此时它并不处于执行状态，因为没有调用start方法启动该线程，那么线程的状态为NEW状态，准确的说，它只是Thread对象的状态，因为在没有start之前，该现线程根本不存在，与你用关键字new创建一个普通的java对象没什么区别。
New状态通过start方法进入RUNNABLE状态

线程的RUNNABLE状态
线程对象进入RUNNABLE状态必须调用start方法，此时才是真正地在JVM进程中创建了一个线程，线程一经启动是不会立即就得到执行的，线程的运行与否和进程一样都要听命于CPU的调度，所以这个中间状态称之为可执行状态，也就是RUNNABLE状态，也就是说它具备执行的资格，但是并没有真正的执行起来，而是在等待CPU的调度
由于存在Running状态，所以不会直接进入BLOCKED状态和TERMINATED状态，即使是在线程的执行逻辑中调用wait，sleep或者其他block的io操作等，也必须先获得CPU的调度执行权才可以，严格来讲，RUNNABLE的线程只能意外终止或者进入RUNNING状态

线程的BLOCKED状态
线程在BLOCKED状态中可以切换为如下几个状态：
 直接进入TERMINATED状态，比如调用JDK已经不推荐使用的stop方法或者意外死亡（JVM Crash）
 线程阻塞的操作结束，比如读取了想要的数据字节进入到RUNNABLE状态
 线程完成了指定时间的休眠，进入到了RUNNABLE状态
 Wait中的线程被其他线程notify/notifyall唤醒，进入RUNNABLE状态
 线程获取到了某个锁资源，进入RUNNABLE状态
 线程在阻塞过程中被打断，比如其他线程调用了interrupt方法，进入RUNNABLE状态

线程的TERMINATED状态
TERMINATED是一个线程的最终状态，在该状态中线程将不会切换到其他任何状态，线程会进入TERMINATED状态，意味着该线程的整个生命周期都结束了，下列这些情况将会使线程进入TERMINATED状态
 线程运行正常结束，结束生命周期
 线程运行出错意外结束
 JVM Crash，导致所有的线程都结束

Thread start方法源码：

其中最核心的部分数start0这个本地方法，也就是JNI方法

总结出以下几点：
 Thread被构造后的NEW状态，事实上threadStatus这个内部属性为0
 不能两次启动Thread，否则就会出现IllegalThreadStateException异常
 线程启动后将会被加入到一个ThreadGroup中
 一个线程生命周期结束，也就是到了TERMINATED状态，再次调用start方法是不允许的，也就是说TERMINATED状态是没有办法回到RUNNABLE/RUNNING状态的

模板设计模式在Thread中的应用:

package com.winkilee.Thread;

/**
 * @Author WinkiLee
 * @Date 2019/4/27 14:46
 * @Description 模板设计模式在Thread中的应用
 */
public class TemplateMethod {

    public final void print(String message){
        System.out.println("############");
        warpPrint(message);
        System.out.println("############");
    }

    protected void warpPrint(String message){
    }

    public static void main(String[] args) {
        TemplateMethod t1=new TemplateMethod(){
            @Override
            protected void warpPrint(String message){
                System.out.println("*"+message+"*");
            }
        };
        t1.print("hello thread");

        TemplateMethod t2=new TemplateMethod(){
            @Override
            protected void warpPrint(String message){
                System.out.println("+"+message+"+");
            }
        };
        t2.print("hello thread");
    }
}

运行结果：

Print方法类似于Thread的start方法，而warpPrint则类似于run方法，这样做的好处是，程序结构由父类控制，并且是final修饰的，不允许被重写，子类只需要实现想要的逻辑任务即可。

Thread模拟营业大厅叫号机程序

假设大厅共有四台出号机，就意味着四个线程在工作，约定当天最多受理50笔业务，也就是号码最多可以出到50:

package com.winkilee.Thread;

/**
 * @Author WinkiLee
 * @Date 2019/4/27 15:03
 * @Description 多线程模拟营业厅叫号机
 */
public class TicketWindow extends Thread{

    private final String name;

    private static final int MAX=50;

    private static int index=1;

    public TicketWindow(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run(){
        while (index<=MAX){
            System.out.println("窗口"+name+"呼叫号码"+(index++));
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        TicketWindow ticketWindow1=new TicketWindow("一号窗口");
        ticketWindow1.start();

        TicketWindow ticketWindow2=new TicketWindow("二号窗口");
        ticketWindow2.start();

        TicketWindow ticketWindow3=new TicketWindow("三号窗口");
        ticketWindow3.start();

        TicketWindow ticketWindow4=new TicketWindow("四号窗口");
        ticketWindow4.start();
    }
}

运行结果如下：

线程与线程组
Thread与ThreadGroup

在Thread的构造函数中，可以显示地指定线程的Group，也就是ThreadGroup
Thread init方法源码

可以看出，如果在构造Thread的时候没有显示地指定一个ThreadGroup，那么子线程将会被加入到父线程所在的线程组
Demo：

package com.winkilee.test;

/**
 * @Author WinkiLee
 * @Date 2019/4/27 15:33
 * @Description 线程组测试用例
 */
public class ThreadConstruction {

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1=new Thread("t1");

        ThreadGroup group=new ThreadGroup("TestGroup");

        Thread t2=new Thread(group,"t2");

        ThreadGroup mainThreadGroup=Thread.currentThread().getThreadGroup();

        System.out.println("主线程属于线程组"+mainThreadGroup.getName());
        System.out.println("t2属于线程组"+t2.getThreadGroup().getName());
        System.out.println("t1属于线程组"+t1.getThreadGroup().getName());

    }
}

运行结果：

守护线程demo

package com.winkilee.demo;

/**
 * @Author WinkiLee
 * @Date 2019/4/27 15:57
 * @Description 守护线程demo
 */
public class DaemonThread {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //main线程开始

        Thread thread = new Thread(() -> {
            while (true) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

        //thread.setDaemon(true);

        thread.start();
        Thread.sleep(2_000L);
        System.out.println("main线程执行完毕");

    }
}

运行结果：

发现程序并没有退出执行
即使main线程正常的结束了自己的生命周期，原因就是因为JVM进程里还存在一个非守护线程在运行

如果打开注释//thread.setDaemon(true);
也就是将thread设置为了守护线程，那么main线程在结束生命周期后，JVM也会随之退出，当然thread线程也会结束

设置守护线程setDaemon方法只在线程启动之前才能生效，如果一个线程已经死亡，那么设置setDaemon就会抛出IllegalThreadStateException异常

守护线程使用场景
守护线程的典型代表是垃圾回收，这是很多人说守护进程非常有用的理由，但实际上守护进程在用户开发上的应用场景几乎用处不大，可能的应用场景：

1. 内存资源或者线程的管理，但是非守护线程也可以做
2. 守护线程负责一个可以将当前的JVM退出的功能，即将非damon的线程都退出，然后jvm自动退出，感觉用的也非常少，可以直接通知相关线程退出不就可以了，考虑设计上优雅一些，可能有点好处。