1.1什么是線程？

　　在理解線程之前先要明白什么是進程，因為線程是進程中的一個實體。（線程是不會獨立存在的）

　　進程：是代碼在數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，線程則是進程中的一個執行路徑，一個進程中至少會有一個線程，進程中的多個線程共享進程的資源。

　　線程：是cpu分配的基本單位。

　　

　　由上圖可看出，一個進程中會有多個線程，多個線程共享堆和方法區，但是每一個線程都會有自己的棧和程序計數器。

為什么要將棧和程序計數器設置為線程私有的呢？前邊說線程是cpu執行的基本單位，而cpu一般是使用時間片輪轉方式輪詢占用的，所以當當前線程cpu時間片使用完畢后，要讓出cpu，等待下一次輪到自己的時候在調用。 那問題就來了，線程是如何知道之前執行到哪了？程序計數器就是為了記錄之前讓出cpu時執行到的地址，等下次再次執行時就可以從程序計數器中獲取之前執行到的位置，繼續向下執行。（程序計數器是不會記錄native方法執行的地址的，它只記錄java代碼執行的地址），而棧則是存儲現場的局部變量，一遍之后再次使用

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1.2線程的創建和運行

　　三種方式：繼承Thread、實現Runnable接口、使用FuthreTask方式（實現Callable接口）。

package com.nxz.blog.otherTest;import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.FutureTask;public class TestThread {static class MyThread1 extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("extend-Thread："+this.getName());}}static class MyThread2 implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("implements-Runnable:"+Thread.currentThread());}}static class MyThread3 implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {System.out.println("implements-Callable:"+Thread.currentThread());return "Callable接口";}}public static void main(String[] args) {MyThread1 t1 = new MyThread1();t1.start();Thread t2 = new Thread(new MyThread2());t2.start();FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new MyThread3());new Thread(futureTask).start();try {// 阻塞，等待執行完畢，并返回結果String res = futureTask.get();System.out.println(res);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("main-Thread");} }

　　上述代碼執行結果：

extend-Thread:Thread-0 implements-Runnable:Thread[Thread-1,5,main] implements-Callable:Thread[Thread-2,5,main] Callable接口 main-Thread

　　創建線程后會調用start方法，代表當前線程已經處于就緒狀態（也就是說該線程已經獲取了除cpu資源外的其他資源，等待cpu執行時間片），當獲取了cpu資源后，該線程才處于運行狀態，一旦run方法（對于extent Thread來說）執行完畢，該線程就處于終止狀態。

　　使用繼承的好處：在run方法內可以直接使用this來獲取當前線程（而另兩個的this則沒有getName等一些方法），而不需要Thread.currentThread()。

1.3線程通知和等待

　　以下三個方法都是Object類的方法，為所有對象公用

　　①wait()

　　　　當一個線程調用wait()方法后，該線程就會被阻塞掛起，知道被notify/notifyAll調用或者其他線程調用了intercept方法中斷了該線程

　　②wait(long timeout)

　　　　表上邊一個多了一個超時時間，在等待期間如果沒有其他線程喚醒（notify/notifyAll）該線程，該線程仍然會在超過timeout時間后自動返回

　　③wait(long timeout, int nanos)? ：兩個參數，毫秒timeout，納秒nanos，其內部還是調用的wait(long timeout)方法，只不多對于第二個參數納秒，如果其范圍是大于0，小于一百萬的話（1毫秒= 100 0000納秒），則將timeout加一秒

public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {if (timeout < 0) {throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");}if (nanos < 0 || nanos > 999999) {throw new IllegalArgumentException("nanosecond timeout value out of range");}if (nanos > 0) {timeout++;}wait(timeout);}

　　④notify()/notifyAll()

　　　　喚醒在同一個共享變量上等待的線程，區別：一個喚醒一個，一個喚醒所有

　　需要注意的：

　　*虛假喚醒：

　　　　一個線程可以從掛起狀態變為可以運行狀態（也就是被喚醒），即使該線程沒有被其他線程調用notify()、notifyAll()方法進行通知，或者被中斷，或者等待超時，這就是虛假喚醒

　　（在java并發編程之美中這樣描述的，感覺不太清楚，找了其他資料有的是這樣描述的：在多核處理器下，其他線程的信號可能會喚醒多個線程（阻塞在同一個條件變量上的線程），結果就是，多個被喚醒的線程，前一個執行代碼邏輯后，另外的線程再次執行同樣的代碼后會出現問題）

　　　　例子：在下邊代碼中分別為生產者和消費者，假如在一個生產者和一個消費者的情況下（也就是單線程），是沒有問題的，不存在虛假喚醒，假如在多線程環境下，當一個生產者完成之后，調用notifyAll方法后，會喚醒其他生產者和所有的消費者，當第一個消費者消費完成之后，在有消費者消費，此時就會出現問題（也就是出現了虛假喚醒），解決該問題的方法，就是將消費者和生產者中的條件判斷if(queue.size() == 1) 和if(queue.isEmpty()) 改為? ?while( queue.size() == 1) 和while( queue.isEmpty() ) ，即改為循環判斷，當被喚醒是，每一個線程都重新判斷是否符合條件

static Queue queue;static class ProductThread extends Thread {@Overridepublic void run() {synchronized (queue) {if (queue.size() == 1) {// 假設隊列最多存一個對象try {queue.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}queue.add(new Object());queue.notifyAll();}}}static class ConsumerThread extends Thread {@Overridepublic void run() {synchronized (queue) {if (queue.isEmpty()) {try {queue.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}queue.poll();queue.notifyAll();}}}

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1.4等待線程執行完畢? ?的join方法

　　當調用join方法（該方法屬于Thread類）時，就會等待線程執行完畢后，在繼續向下運行

　　例子：

package com.nxz.blog.otherTest;public class TestThread002 {static class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {System.out.println("myThread");}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {MyThread t1 = new MyThread();t1.setName("myThread");t1.start();// 如果注釋掉 下邊代碼的話，main方法的輸出應該會是 先main-thread 然后再試mythread，// 放開的話 main主線程就會等待t1線程執行完畢后，在向下運行t1.join();System.out.println("main-thread");} }

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1.5sleep方法休眠

　　Thread中的靜態方法sleep()，當一個線程調用了sleep方法后，會短暫的讓出cpu執行權（也就是不參與cpu的調度），但是線程擁有的鎖等資源是不釋放的，這一點和wait方法不同

1.6讓出cpu執行權yield方法

　　Thread中的靜態方法yield()，當一個線程調用了Thread.yield()時，表名當前線程放棄cpu的使用權，yield之后，當前線程處于就緒狀態。線程調度器會從包括該線程的所有線程中隨機選出一個線程分配cpu執行時間片。

1.7中斷線程

　　java中的線程中斷是一種線程間的協作模式，通過設置線程的中斷標志并不能直接中斷線程，而是被中斷的線程根據中斷標志自行處理。

　　void interruupt() ：中斷線程

　　boolean isInterrupted() ：檢測當前現車鞥是否中斷（調用isInterrupted()方法的實例的中斷標志）

　　boolean interrupted()： 檢測當前線程是否被中斷（內部是獲取當前線程的中斷標志而不是調用interruupted()方法的實例的中斷標志）

?1.8線程的上下文切換

　　在多線程編程中線程的個數一般都是大于cpu的個數的，而每個cpu在同一時刻只能被一個線程使用。為了讓用戶感覺實在同時執行，cpu資源的分配采用時間片輪詢的側率。

　　上下文切換：就是一個線程使用完時間片之后，將cpu資源讓給其他線程使用，并且線程狀態轉變為就緒狀態。

1.9線程死鎖

　　多個線程在執行過程中，因爭奪資源而造成相互等待的狀態，如沒有其他因素，線程會一直等待，而無法繼續運行。

　　死鎖產生的條件：1、互斥 2、請求并持有資源 3、不可剝奪 4、環路等待

1.10守護線程和用戶線程

　　守護線程：類似垃圾回收線程

　　用戶線程：main函數啟動，就是一個簡單的用戶線程

　　jvm停止的時機：在用戶線程全都執行完畢后，jvm就會停止（無論有沒有守護線程）

1.11ThreadLocal

　　當創建了一個ThreadLocal變量之后，多個線程操作這個變量時，實際上操作的是自己本地內存里的變量，也就是說每個線程都會復制一份變量到自己的本地內存。

　　THreadLocal是怎么和線程關聯起來的呢？

　　　　ThreadLocal其實就是一個空殼，當調用ThreadLocal的set或get方法時，其內部是通過set方法把value放到調用線程的threadlocals變量中（ThreadLocal.threadLocalMap），也就是說本地變量不是存在ThreadLocal實例中，而是存入Thread中的threadlocals中。

public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();// 當調用ThreadLocal的set方法時，其實是獲取的是當前線程Thread中的ThreadLocalMap變量，如果變量為null，則新建一個ThreadLocalMap，如果變量存在，則之間將當前線程和value存入定制的map中（ThreadLocalMap）ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}// 從源碼getMap中可以看出，其實獲取的是當前線程中的threadLocals變量ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}void createMap(Thread t, T firstValue) {t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);} public T get() {// ThreadLocal的get方法，同樣是獲取的是當前線程Thread中的threadLocals變量（也就是ThreadLocalMap類型的數據）Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}return setInitialValue();}

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的java并发编程之美-阅读记录1的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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