多執行緒那些事兒（一）

現在只要出去面試，關於“Java多執行緒”的問題，幾乎沒有一家單位不問的，可見其重要性。於是博主抽空研究了一下，確實很有意思！以下是我綜合整理了網上的各種資料，和個人的一些理解，寫的一篇總結博文，僅供學習、交流。

（一）多執行緒的概念

        多執行緒的概念，簡單理解：一個程序執行時產生了不止一個執行緒。

        程序的概念，簡單理解：正在執行的程式的例項。

兩者之間的關係：程序就是執行緒的容器。

（二）多執行緒的好處

        使用多執行緒可以提高CPU的利用率。在多執行緒程式中，一個執行緒必須等待的時候，CPU可以執行其它的執行緒而不是等待，這樣就大大提高了程式的效率。

（三）執行緒狀態轉換

1、新建狀態（New）：新建立了一個執行緒物件。

2、就緒狀態（Runnable）：執行緒物件建立後，其他執行緒呼叫了該物件的start()方法。該狀態的執行緒位於可執行執行緒池中，變得可執行，等待獲取CPU的使用權。

3、執行狀態（Running）：就緒狀態的執行緒獲取了CPU，執行程式程式碼。

4、阻塞狀態（Blocked）：阻塞狀態是執行緒因為某種原因放棄CPU使用權，暫時停止執行。直到執行緒進入就緒狀態，才有機會轉到執行狀態。阻塞的情況分三種：

        ①等待阻塞：執行的執行緒執行wait()方法，JVM會把該執行緒放入等待池中。

        ②同步阻塞

        ③其他阻塞：執行的執行緒執行sleep()或join()方法，或者發出了I/O請求時，JVM會把該執行緒置為阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待執行緒終止或者超時、或者I/O處理完畢時，執行緒重新轉入就緒狀態。

5、死亡狀態（Dead）：執行緒執行完了或者因異常退出了run()方法，該執行緒結束生命週期。

（五）建立執行緒的方式

       建立執行緒的方式主要有兩種：

  （1）一種是繼承Tread類：

package com.liyan.Test;
public class MyThread extends Thread {  //繼承Tread類
	@Override
	public void run(){                      //重寫run方法
		try{
			.......
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		MyThread myThread = new MyThread();  //產生新的執行緒物件
		myThread.start();                        //開啟執行緒
	}	
}
 

  （2）一種是實現Runnable介面

package com.liyan.gcTest;
public class MyThread implements Runnable { //實現Runnable介面
	@Override
	public void run(){   //重寫run方法
		try{
			.......
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		MyThread myThread = new MyThread();    //產生新的執行緒物件
		Thread thread = new Thread(myThread);  //將建立的執行緒作為引數傳入
		thread.start();                            //開啟執行緒
	}	
}

（六）終止執行緒的方式

   1. 使用退出標誌終止執行緒

       當run方法執行完後，執行緒就會退出。但有時run方法是永遠不會結束的。如在服務端程式中使用執行緒進行監聽客戶端請求，或是其他的需要迴圈處理的任務。在這種情況下，一般是將這些任務放在一個迴圈中，如while迴圈。如果想讓迴圈永遠執行下去，可以使用while（true）{……}來處理。但要想使while迴圈在某一特定條件下退出，最直接的方法就是設一個boolean型別的標誌，並通過設定這個標誌為true或false來控制while迴圈是否退出。下面給出了一個利用退出標誌終止執行緒的例子。

package com.liyan.thread;
public class ThreadDemo extends Thread {
	public volatile boolean exit = false;
	public void run() {
		while (!exit);
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		ThreadDemo thread = new ThreadDemo();
		thread.start();
		sleep(5000); // 主執行緒延遲5秒
		thread.exit = true; // 終止執行緒thread
		thread.join();
		System.out.println("執行緒退出!");
	}
}

2. 使用stop方法終止執行緒   在上面程式碼中定義了一個退出標誌exit，當exit為true時，while迴圈退出，exit的預設值為false.在定義exit時，使用了一個Java關鍵字volatile，這個關鍵字的目的是使exit同步，也就是說在同一時刻只能由一個執行緒來修改exit的值。

    使用stop方法可以強行終止正在執行或掛起的執行緒。我們可以使用如下的程式碼來終止執行緒：

thread.stop();

3. 使用interrupt方法終止執行緒    雖然使用上面的程式碼可以終止執行緒，但使用stop方法是很危險的，就象突然關閉計算機電源，而不是按正常程式關機一樣，可能會產生不可預料的結果，因此，並不推薦使用stop方法來終止執行緒。

    使用interrupt方法來終端執行緒可分為兩種情況：

   （1）執行緒處於阻塞狀態，如使用了sleep方法。

   （2）使用while（！isInterrupted（））{……}來判斷執行緒是否被中斷。

    在第一種情況下使用interrupt方法，sleep方法將丟擲一個InterruptedException例外，而在第二種情況下執行緒將直接退出。下面的程式碼演示了在第一種情況下使用interrupt方法。

package com.liyan.thread;
public class ThreadDemo extends Thread {
	public void run() {
		try {
			sleep(50000); // 延遲50秒
		} catch (InterruptedException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Thread thread = new ThreadDemo();
		thread.start();
		System.out.println("在50秒之內按任意鍵中斷執行緒!");
		System.in.read();
		thread.interrupt();
		thread.join();
		System.out.println("執行緒已經退出!");
	}
}

    輸出結果：

在50秒之內按任意鍵中斷執行緒!
liyan
sleep interrupted
執行緒已經退出!

    在呼叫interrupt方法後，sleep方法丟擲異常，然後輸出錯誤資訊：sleep interrupted.

    注意：在Thread類中有兩個方法可以判斷執行緒是否通過interrupt方法被終止。一個是靜態的方法interrupted（），一個是非靜態的方法isInterrupted（），這兩個方法的區別是interrupted用來判斷當前線是否被中斷，而isInterrupted可以用來判斷其他執行緒是否被中斷。因此，while（！isInterrupted（））也可以換成while（！Thread.interrupted（））。

   【參考：http://www.bitscn.com/pdb/java/200904/161228_3.html】

（七）Daemon執行緒

    在Java中有兩類執行緒：User Thread(使用者執行緒)、Daemon Thread(守護執行緒)

    用個比較通俗的比如，任何一個守護執行緒都是整個JVM中所有非守護執行緒的保姆：

    只要當前JVM例項中尚存在任何一個非守護執行緒沒有結束，守護執行緒就全部工作；只有當最後一個非守護執行緒結束時，守護執行緒隨著JVM一同結束工作。

        Daemon的作用是為其他執行緒的執行提供便利服務，它的優先順序比較低，用於為系統中的其它物件和執行緒提供服務。守護執行緒不依賴於終端，但是依賴於系統，與系統“同生共死”。

    守護執行緒最典型的應用就是GC (垃圾回收器)，當我們的程式中不再有任何執行的hread,程式就不會再產生垃圾，垃圾回收器也就無事可做，所以當垃圾回收執行緒是JVM上僅剩的執行緒時，垃圾回收執行緒會自動離開。它始終在低級別的狀態中執行，用於實時監控和管理系統中的可回收資源。

         User和Daemon兩者幾乎沒有區別，唯一的不同之處就在於虛擬機器的離開：如果User Thread已經全部退出執行了，只剩下Daemon Thread存在了，虛擬機器也就退出了。 因為沒有了被守護者，Daemon也就沒有工作可做了，也就沒有繼續執行程式的必要了。

  // 設定 daemonThread 為 守護執行緒，default false(非守護執行緒)
  daemonThread.setDaemon(true);
	
   // 驗證當前執行緒是否為守護執行緒，返回 true 則為守護執行緒
   daemonThread.isDaemon();

   （1）thread.setDaemon(true)必須在thread.start()之前設定，否則會跑出一個IllegalThreadStateException異常。你不能把正在執行的常規執行緒設定為守護執行緒。      這裡有幾點需要注意：

   （2）在Daemon執行緒中產生的新執行緒也是Daemon的。

   （3）不要認為所有的應用都可以分配給Daemon來進行服務，比如讀寫操作或者計算邏輯。因為你不可能知道在所有的User完成之前，Daemon是否已經完成了預期的服務任務。一旦User退出了，可能大量資料還沒有來得及讀入或寫出，計算任務也可能多次執行結果不一樣。這對程式是毀滅性的。造成這個結果理由已經說過了：一旦所有User Thread離開了，虛擬機器也就退出執行了。

   【參考：http://blog.csdn.net/shimiso/article/details/8964414】