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java线程简介(线程的生命)

2019-09-12 09:20:17来源:励志吧0次阅读

1、创建线程

在 Java 程序中创建线程有几种方法。每个 Java 程序至少包含一个线程:主线程。其它线程都是通过 Thread 构造器或实例化继承类 Thread 的类来创建的。

Java 线程可以通过直接实例化 Thread 对象或实例化继承 Thread 的对象来创建其它线程。在线程基础中的示例(其中,我们在十秒钟之内计算尽量多的素数)中,我们通过实例化 CalculatePrimes 类型的对象(它继承了 Thread),创建了一个线程。

当我们讨论 Java 程序中的线程时,也许会提到两个相关实体:完成工作的实际线程或代表线程的 Thread 对象。正在运行的线程通常是由操作系统创建的;Thread 对象是由 Java VM 创建的,作为控制相关线程的一种方式。

2、创建线程和启动线程并不相同

在一个线程对新线程的 Thread 对象调用 start() 方法之前,这个新线程并没有真正开始执行。Thread 对象在其线程真正启动之前就已经存在了,而且其线程退出之后仍然存在。这可以让您控制或获取关于已创建的线程的信息,即使线程还没有启动或已经完成了。

通常在构造器中通过 start() 启动线程并不是好主意。这样做,会把部分构造的对象暴露给新的线程。如果对象拥有一个线程,那么它应该提供一个启动该线程的 start() 或 init() 方法,而不是从构造器中启动它。

3、结束线程

线程会以以下三种方式之一结束:

线程到达其 run() 方法的末尾。

线程抛出一个未捕获到的 Exception 或 Error。

另一个线程调用一个弃用的 stop() 方法。弃用是指这些方法仍然存在,但是您不应该在新代码中使用它们,并且应该尽量从现有代码中除去它们。

当 Java 程序中的所有线程都完成时,程序就退出了。

4、加入线程

Thread API 包含了等待另一个线程完成的方法:join() 方法。当调用 Thread.join() 时,调用线程将阻塞,直到目标线程完成为止。

Thread.join() 通常由使用线程的程序使用,以将大问题划分成许多小问题,每个小问题分配一个线程。本章结尾处的示例创建了十个线程,启动它们,然后使用 Thread.join() 等待它们全部完成。

5、调度

除了何时使用 Thread.join() 和 Object.wait() 外,线程调度和执行的计时是不确定的。如果两个线程同时运行,而且都不等待,您必须假设在任何两个指令之间,其它线程都可以运行并修改程序变量。如果线程要访问其它线程可以看见的变量,如从静态字段(全局变量)直接或间接引用的数据,则必须使用同步以确保数据一致性。

在以下的简单示例中,我们将创建并启动两个线程,每个线程都打印两行到 System.out:

public class TwoThreads {

public static class Thread1 extends Thread {

public void run() {

System.out.println("A");

System.out.println("B");

}

}

public static class Thread2 extends Thread {

public void run() {

System.out.println("1");

System.out.println("2");

}

}

public static void main(String[] args) {

new Thread1().start();

new Thread2().start();

}

}

我们并不知道这些行按什么顺序执行,只知道“1”在“2”之前打印,以及“A”在“B”之前打印。输出可能是以下结果中的任何一种:

1 2 A B

1 A 2 B

1 A B 2

A 1 2 B

A 1 B 2

A B 1 2

不仅不同机器之间的结果可能不同,而且在同一机器上多次运行同一程序也可能生成不同结果。永远不要假设一个线程会在另一个线程之前执行某些操作,除非您已经使用了同步以强制一个特定的执行顺序。

6、休眠

Thread API 包含了一个 sleep() 方法,它将使当前线程进入等待状态,直到过了一段指定时间,或者直到另一个线程对当前线程的 Thread 对象调用了 Thread.interrupt(),从而中断了线程。当过了指定时间后,线程又将变成可运行的,并且回到调度程序的可运行线程队列中。

如果线程是由对 Thread.interrupt() 的调用而中断的,那么休眠的线程会抛出 InterruptedException,这样线程就知道它是由中断唤醒的,就不必查看计时器是否过期。

Thread.yield() 方法就象 Thread.sleep() 一样,但它并不引起休眠,而只是暂停当前线程片刻,这样其它线程就可以运行了。在大多数实现中,当较高优先级的线程调用 Thread.yield() 时,较低优先级的线程就不会运行。

CalculatePrimes 示例使用了一个后台线程计算素数,然后休眠十秒钟。当计时器过期后,它就会设置一个标志,表示已经过了十秒。

7、守护程序线程

我们提到过当 Java 程序的所有线程都完成时,该程序就退出,但这并不完全正确。隐藏的系统线程,如垃圾收集线程和由 JVM 创建的其它线程会怎么样?我们没有办法停止这些线程。如果那些线程正在运行,那么 Java 程序怎么退出呢?

这些系统线程称作守护程序线程。Java 程序实际上是在它的所有非守护程序线程完成后退出的。

任何线程都可以变成守护程序线程。可以通过调用 Thread.setDaemon() 方法来指明某个线程是守护程序线程。您也许想要使用守护程序线程作为在程序中创建的后台线程,如计时器线程或其它延迟的事件线程,只有当其它非守护程序线程正在运行时,这些线程才有用。

8、示例:用多个线程分解大任务

在这个示例中,TenThreads 显示了一个创建了十个线程的程序,每个线程都执行一部分工作。该程序等待所有线程全部完成,然后收集结果。

/**

* Creates ten threads to search for the maximum value of a large matrix.

* Each thread searches one portion of the matrix.

*/

public class TenThreads {

private static class WorkerThread extends Thread {

int max = Integer.MIN_VALUE;

int[] ourArray;

public WorkerThread(int[] ourArray) {

this.ourArray = ourArray;

}

// Find the maximum value in our particular piece of the array

public void run() {

for (int i = 0; i < ourArray.length; i++)

max = Math.max(max, ourArray[i]);

}

public int getMax() {

return max;

}

}

public static void main(String[] args) {

WorkerThread[] threads = new WorkerThread[10];

int[][] bigMatrix = getBigHairyMatrix();

int max = Integer.MIN_VALUE;

// Give each thread a slice of the matrix to work with

for (int i=0; i < 10; i++) {

threads[i] = new WorkerThread(bigMatrix[i]);

threads[i].start();

}

// Wait for each thread to finish

try {

for (int i=0; i < 10; i++) {

threads[i].join();

max = Math.max(max, threads[i].getMax());

}

}

catch (InterruptedException e) {

// fall through

}

System.out.println("Maximum value was " + max);

}

}

9、小结

就象程序一样,线程有生命周期:它们启动、执行,然后完成。一个程序或进程也许包含多个线程,而这些线程看来互相单独地执行。

线程是通过实例化 Thread 对象或实例化继承 Thread 的对象来创建的,但在对新的 Thread 对象调用 start() 方法之前,这个线程并没有开始执行。当线程运行到其 run() 方法的末尾或抛出未经处理的异常时,它们就结束了。

sleep() 方法可以用于等待一段特定时间;而 join() 方法可能用于等到另一个线程完成。

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