[Java并发编程之美]第1章 线程基础

第1章 线程

1.1 线程与进程

• 进程是操作系统资源分配和调度的基本单位，但cpu资源是分配到线程的，也就是线程是CPU分配的基本单位。
• 线程自己的栈资源中，存放的局部变量是线程私有的，其他线程无法访问，除此之外栈还存线程的调用栈帧。

1.2 线程创建

三种方式：实现Runnable接口的run方法；继承Thread类并重写run方法；使用FutureTask方式。

1.3 线程等待与通知(等待与通知的方法都在Object类中提供)

等待

• wait()
  线程先要事先获得共享变量上的监视器锁，然后当一个线程调用一个共享变量的wait()方法，该线程会被阻塞挂起，并且释放掉该共享变量上的锁。直到发生：(1)此后其他线程调用了该共享对象的notify或notifyAll()方法 (2)此后其他线程调用了该线程的interrupt()方法。（该线程会抛出InterruptedException异常返回）

• wait(long timeout)
  超时参数timeout：如果该线程调用wait(long timeout)挂起后，(过了timeout ms时间仍未被唤醒，) 该函数会因为等待时间超时返回。
  wait()内部就是调用了wait(0)，两者相当。

• wait(long timeout,int nanos)

通知

• notify()
  一个线程调用共享对象的notify()方法后，会唤醒有一个在该变量上调用wait系列方法后被挂起的线程，具体唤醒哪个线程是随机的。
  此外，被唤醒的线程不能马上从wait方法返回并继续执行，它必须在获取了共享对象的监视器锁后才可以返回。

• notifyAll()
  notifyAll()方法会唤醒所有在该共享变量上由于调用wait系列方法而被挂起的线程（条件是必须是在notifyAll之前调用了wait系列方法而被挂起的线程）。

1.4 等待线程执行终止的join方法（Thread类提供）

join方法适用于等待某几件事情完成后才继续往下执行的情景。具体地，线程A调用线程B的join方法会被阻塞，等待线程B执行完毕返回。

1.5 让线程睡眠的sleep方法(Thread类提供的静态方法)

调用线程会暂时让出指定时间的执行权，也就是在这期间不参与CPU调度，但是该线程所拥有的监视器资源，比如锁还是持有不让出的。

1.6 让出CPU执行权的yield方法(Thread类提供的静态方法)

• 当一个线程调用yield方法，当前线程会让出CPU使用权，然后处于就绪状态，线程调度器会从线程就绪队列里面获取一个线程优先级最高的线程，当然也有可能会调度到刚刚让出CPU的那个线程来获取CPU执行权。
• yield与sleep方法的区别在于，调用yield方法，线程只是让出自己剩余的时间片，并没有被阻塞挂起，而是处于就绪状态，线程调度器下一次调度时也有可能调度到当前线程执行。而sleep是当前调用线程被阻塞挂起指定时间。
• yield方法很少被使用。一般用于调试时复现由于并发竞争条件导致的问题，或用来设计并发控制。

1.7 线程中断

• 1 置中断标志：void interrupt()方法
  调用线程A的interrupt()方法:设置线程A的中断标志为true。
  注意，只是设置了标志，但线程A并没有被中断，会继续往下执行。
  如果线程A正处于调用了wait()或join()或sleep()而被阻塞挂起的状态，而线程B调用了线程A的interrupt方法，线程A会直接抛出InterruptedException异常。

• 2 查看中断标志

  • 法1 boolean isInterrupted()方法
    检测调用的线程实例对象是否被中断，不清除中断标志。
  • 法2 boolean interruputed()方法
    静态方法，检测当前语句所在线程是否被中断，清除中断标志。
  • 使用场景1：用来作为线程终止的条件，判断若中断标志为true，则线程终止。
  • 使用场景2：使阻塞挂起的线程提前终止。

1.8 线程上下文切换

• CPU资源的分配采用了时间片轮转的方式。上下文切换就是保存当前线程的执行现场，恢复下一个线程的执行现场。
• 上下文切换发生场景：1 当前线程的CPU时间片使用完处于就绪态。2 当前线程被其他线程中断。

1.9 线程死锁

• 死锁：两个或两个以上线程在执行过程中，因争夺资源造成互相等待的现象。
• 产生死锁必须具备的四个条件：1 互斥 2 请求并持有 3 不可剥夺 4 环路等待
• 避免死锁：有序申请资源

1.10 守护(daemon)线程与用户(user)线程

• 守护线程与用户线程：当最后一个非守护线程退出时，JVM会正常退出。即守护线程是否结束并不影响JVM的退出。
  所以如果希望主线程结束后JVM马上结束，创建子线程时可以将其设置为守护线程；反之设置子线程为用户线程。
• 例子：守护线程：垃圾回收线程；用户线程：main函数所在的线程。
• 设置线程为守护线程：thread.setDaemon(true);