Java并发编程基础

线程的状态

线程的状态变化

Daemon 线程

• Daemon 线程是一种支持型线程（常被叫做守护线程），因为它主要被用作程序中后台调度以及支持性工作。
• 可以通过调用 Thread.setDaemon(true) 将线程设置为 Daemon 线程。

中断

• 许多声明抛出 InterruptedException 的方法（例如 Thread.sleep(long millis) 方法）在抛出 InterruptedException 之前，Java 虚拟机会先将该线程的中断标识位清除，然后抛出 InterruptedException。此时调用 isInterrupted() 方法将会返回 false。

安全地终止线程

• 使用标志位
• 使用中断

线程间通信

• volatile 和 synchronized 关键字
• 等待/通知机制
  • 难以确保及时性
  • 难以降低开销
  • 等待/通知的相关方法是任意 Java 对象都具备的，因为这些方法被定义在所有对象的超类 java.lang.Object 上。
  • 
  • 不同线程之间通过锁对象的 wait 和 notify 方法进行消息传输。

细节问题

• 使用 wait()、notify() 和 notifyAll() 时需要先对调用对象加锁。
• 调用 wait() 方法后，线程状态由 RUNNING 变为 WAITING，并将当前线程放置到对象的等待队列。
• notify() 或 notifyAll() 方法调用后，等待线程依旧不会从 wait() 返回，需要调用 notify() 或 notifyAll() 的线程释放锁之后，等待线程才有机会从 wait() 返回。
• notify() 方法将等待队列中的一个等待线程从等待队列中移到同步队列中，而 notifyAll() 方法则是将等待队列中所有的线程全部移到同步队列，**被移动的线程状态由 WAITING 变为 BLOCKED**。
• 从 wait() 方法返回的前提是获得了调用对象的锁。

管道输入/输出流

• PipedOutputStream、PipedInputStream、PipedReader 和 PipedWriter，前两种面向字节，而后两种面向字符。
• 对于 Piped 类型的流，必须先进行绑定，也就是调用 connect() 方法，如果没有将输入/输出流绑定起来，对于该流的访问将会抛出异常。

Thread.join() 的使用

• 如果一个线程 A 执行了 thread.join() 语句，其含义是：当前线程 A 等待 thread 线程终止之后才从 thread.join() 返回。

ThreadLocal 的使用

• ThreadLocal，即线程变量，是一个以 ThreadLocal 对象为键、任意对象为值的存储结构。这个结构被附带在线程上，也就是说一个线程可以根据一个 ThreadLocal 对象查询到绑定在这个线程上的一个值。
• 可以通过 set(T) 方法来设置一个值，在当前线程下再通过 get() 方法获取到原先设置的值。

线程应用实例

• 等待超时模式

Java线程六种状态及切换

• 在刚刚创建了 Thread，但是没有调用 start 方法的时候，线程处于 NEW 状态。
• 在调用 start 方法后，线程会进入 RUNNABLE 状态。
  • 多次调用一个线程的 start 方法会怎么样？
    • 线程内部有一个 threadStatus 变量，在刚创建的 new 状态的时候，该变量值为 0，在运行后，或者切换线程状态后，该 threadStatus 会改变，这会导致线程在第二次调用 start 方法的时候抛出异常。
  • 一个线程执行完毕，处于 TERMINATED 状态，再次调用这个线程的 start 方法是否可行？
    • 不可，处于 TERMINATED 状态的线程的 threadStatus 是 2。

RUNNABLE 状态

• 表示当前线程正在运行中。处于 RUNNABLE 状态的线程在 Java 虚拟机中运行，也有可能在等待 CPU 分配资源。Java 线程的 RUNNABLE 状态其实包括了操作系统线程的 ready 和 running 两个状态。

BLOCKED 状态

• 处于 BLOCKED 状态的线程正在等待锁的释放以进入同步区。

WAITING 状态

• 等待状态。处于等待状态的线程变成 RUNNABLE 状态需要其他线程唤醒。
• 调用下面这 3 个方法会使线程进入等待状态：
  • Object.wait()
  • Thread.join()
  • LockSupport.park()

TIMED_WAITING 状态

• 超时等待状态。线程等待一个具体的时间，时间到后会被自动唤醒。
• 调用如下方法会使线程进入超时等待状态：
  • Thread.sleep()
  • Object.wait()
  • Thread.join()
  • LockSupport.parkNanos(long nanos)
  • LockSupport.parkUntil(long deadline)

调用 wait() 方法前，线程必须持有对象的锁。