• java中Thread类分析


    创建线程的方式有三种,一是创建Thread实例,二是实现Runnable接口,三是实现Callable接口,Runnable接口和Callable接口的区别是一个无返回值,一个有返回值;不管是Runnable还是Callable接口,都需要借助Thread去运行;

    Thread提供的主要线程操作接口有:

    一、Priority(线程优先级):

    功能:

    线程的优先级,优先级高的线程能得到更多的cpu资源;

    Java中线程优先级的取值范围是1~10,创建线程时初始默认的线程优先级是5;

    Thread.getPriority获取指定线程的优先级,Thread.setPriority(value)设置指定线程的优先级;

    源码分析:

    Setpriority调用了setPriority0方法,

    private native void setPriority0(int newPriority);

    setPriority0是一个本地方法,其实现是由操作系统实现的;

    二、Sleep(线程休眠):

    功能:

    自指定的毫秒数内,让当前正在执行的线程休眠(暂停执行);

    如:Thread.sleep(1000);

    源码分析:

    public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;

    1、静态方法,休眠当前正在执行的线程,通常是执行这段代码的线程(但并不一定总是);

    2、本地方法,其实现是由操作系统实现;

    三、yield(线程让步):

    功能:

    使当前线程从执行态变为可执行态,也就是就绪态吧。cpu会从众多的可执行态里选择,也就是说,当前也就是刚刚的那个线程还是有可能会被再次执行到的,并不是说一定会执行其他线程而该线程在下一次不会执行到了。

    源码分析:

    public static native void yield();

    1、静态方法,针对的是当前线程(Thread.CurrentThread);

    2、本地方法,由操作系统实现;

    四、join(线程合并):

    功能:

    使所属的线程对象x正常执行run方法,而当前线程z无限期的阻塞,直到线程x执行完成并销毁后再执行;

    Join具有使线程排队运行的作用;

    Join的实现其实是调用了wait使得当前线程阻塞,等待指定的线程执行完成后会调用线程自身的notifyAll方法,使得当前线程从join处继续执行;

    Join与Synchronized的区别是join在内部使用wait进行等待,Synchronized使用的是对象监视器原理作为同步;

    Join与sleep的区别是:调用join后,当前线程的锁被释放,其他线程可以调用此线程中的同步方法了,而sleep方法却不释放锁;

    源码分析:

     

    可以看到join调用的是wait(0)和wait(delay)两个方法来完成的阻塞排队的;

    五、interrupt/isInterrupted(线程终止):

    功能:

    Interrupt用来停止线程,但并不是真正停止了线程,而是在指定线程中打了一个停止的标记,需要结合interrupted或者isInterrupted来判断线程是否停止并退出运行或者抛出异常;interrupted判断当前线程(是指运行this. Interrupted的线程)是否已经中断,线程的中断状态由该方法清除,也就是说如果联系调用两次,由于第一次调用时清除了标记,因此第二次永远返回false,isInterrupted测试线程是否已经中断,但不清除标记;

    源码分析:

    Interrupt调用interrupt0:private native void interrupt0();, 而interrupt0是本地方法,由操作系统实现;interrupt是非静态方法,因此作用与指定的线程对象;

     

    Interrupted是静态方法,从代码可以看出其作用于当前线程对象,与调用时指定的线程对象无关,且最终实现是调用的isInterrupted本地方式,由操作系统实现;

    六、stop/suspend(结束线程/暂停线程):

    功能:

    这两个方法都是建议废除的;

    Stop可以强制结束线程,有可能使一些请理性的工作得不到完成;

    Suspend是暂停线程的执行,暂停后可以通过resume恢复线程的执行;

    源码分析:

    Stop调用了本地方法stop0:private native void stop0(Object o);

    而suspend也是调用了本地方法suspend0:private native void suspend0();

    七、resume(恢复线程运行):

    功能:

    这个方法也是建议废除的;

    作用是恢复由suspend暂停的线程继续运行;

    源码分析:

    Resume调用本地方法resume0:private native void resume0();

    八、wait(线程阻塞):

    功能:

    这个方法不属于Thread类的方法,而是Object类的方法;

    Wait方法使当前线程进入睡眠状态,也即阻塞当前线程,调用wait方法后,锁被自动释放;

    源码分析:

     

    可以看出wait是本地方法,由操作系统负责实现;

    九、notify/notifyAll(通知阻塞的线程运行):

    功能:

    Notify的功能是唤醒在此对象监视器上等待的单个线程(随机唤醒等待队列里的一个线程),notifyAll的作用是唤醒在此对象监视器上等待的所有线程;这两个方法一般是和wait方法配合起来使用(执行完wait后自动释放锁,而执行完notify/notifyAll后却不自动释放锁);

    源码分析:

     

    这两个方法都是本地方法,由操作系统负责实现;

    注意:

    1、 使用wait()、notify()和notifyAll()时需要先对调用对象加锁;

    2、 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。

    3、 调用wait方法后就放弃了锁,并进入了对象的等待队列WaitQueue中进入等待状态;当其他线程调用notify/notifyAll后,将WaitThread从WaitQueue中移到SynchronizedQueue中,此时WaitThread变为阻塞状态,notifyThread释放锁之后,WaitThread再次获取到锁并从wait方法返回处继续执行;

    4、 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notifAll()的线程释放锁之后,等待线程才有机会从wait()返回;

    5、 从wait()方法返回的前提是获得了调用对象的锁;

    十、Future/FutureTask:

    Future就是在启动Callable接口的线程执行后,可以继续去做其他事情,当流程进行到想要获取刚才的线程的执行结果时,可以直接从Future接口去获取,如果还未执行完成,则会阻塞等待执行完成并返回结果,可以使用isdone判断是否执行完成;

    FutureTask就是融合Future接口和Callable功能的类,执行时传入Callable任务,然后启动执行,然后在需要返回值的地方使用FutureTask.get()获取返回值;

    Future接口提供的方法有:cancel, isCancelled, isDone, get;

    FutureTask类的实现框架如图:

     

    FutureTask.Run调用Sync.innerRun方法:

     

    在innerRun中先将状态从Ready设置为Running,然后调用Task的Call方法获取返回值,最后将返回值result保存起来;

     

    FutureTask.set调用Sync.innerSet方法,innerSet中如果状态已经是完成状态则直接返回,如果取消了或者正在运行中,则释放共享锁,通知调用线程可以读取返回值了;

    如果运行完成,则设置状态为已完成(Ready为起始状态,Running为正在运行状态,RAN为已完成状态,CANCELLEDwie取消状态),将返回值保存到result,释放共享锁。

     

    FutureTask.get调用Sync.innerGet方法,innerGet直接返回result值;

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