java线程基础知识

• 以下是本文的目录大纲：
  
  • 一、线程概念
  • 二、创建线程的两种方式
  • 三、线程的状态以及各状态之间的相互转换
  • 四、线程安全问题
  • 五、线程安全问题的解决方案
• 线程：程序执行的最小单元。CPU在某一时间片内只能执行一个线程，这句话的简单解释就是计算机在N个线程之间做着快速的切换，具体哪个时刻切换到哪个线程，影响因素是多方面的，从线程本身来说是有优先级的，优先级越高，被执行的概率也会越大。这里是概率，并不是优先级最高一定最先执行。
• 创建线程的两种方式：第一种：继承Thread类，重写里面的run方法；第二种：实现Runnable接口，实现里面的run方法；大家都应该去使用第二种方法，因为java只能单继承嘛，且从源码上来看Thread类也是实现了Runnable接口，但是开启一个线程通用代码都是：
  { Thread t = new 具体的继承类()； t.start()；} 或者是
  { Thread t = new Thread(new 实现Runnable具体的线程类())；t.start()}
  Thread.java中start()方法的源码如下：

public synchronized void start() {    // 如果线程不是"就绪状态"，则抛出异常！threadStatus 是一个成员变量    if (threadStatus != 0)        throw new IllegalThreadStateException();    // 将线程添加到ThreadGroup中    group.add(this);    boolean started = false;    try {        // 通过start0()启动线程，start0()是本地方法        start0();        // 设置started标记        started = true;    } finally {        try {            if (!started) {                group.threadStartFailed(this);            }        } catch (Throwable ignore) {        }    }}

• 线程的状态：线程包括新建（New）、运行（Running）、堵塞（Blocked）、可执行状态（Runnable）、死亡（Dead），五中状态的转换关系如下(OneNote画的，各位看官凑合看吧)：
  
• 1.新建状态(New)：
  
  • 当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread(r)，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。
• 2.就绪状态(Runnable)
  
  • 一个新创建的线程并不自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程，start()方法创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后，线程就处于就绪状态。
    处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法，线程还必须同其他线程竞争CPU时间，只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中，不可能同时运行多个线程，一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。
• 3.运行状态(Running)
  
  • 当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.
• 4.阻塞状态(Blocked)
  
  • 线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态:
    1>线程通过调用sleep/wait/yet等方法进入睡眠状态；
    2>线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者；
    3>线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；
    4>线程在等待某个触发条件；
    ……
    所谓阻塞状态是正在运行的线程没有运行结束，暂时让出CPU，这时其他处于就绪状态的线程就可以获得CPU时间，进入运行状态。
• 5.死亡状态(Dead)
  
  • 有两个原因会导致线程死亡：
    1) run方法正常退出而自然死亡;
    2) stop方法可让线程停止运行;
• 线程安全问题：每次说到线程，安全这话题是绕不开的，之所以会有线程安全的问题，是因为存在某一个共享资源同时被多个线程访问，资源且有可能被修改才会产生安全问题。注意这里面有几个要素：1，共享资源；2，被多个线程访问；3，存在修改操作；如果存在t1（Thread）、t2两个线程，资源r（Resource），如果r只被t1所拥有则不存在安全问题，对r的操作完全是私有行为，且不会对其它的对象产生影响，所以就不存在安全问题，如果r是可以被t1、t2同时访问，但都是查看操作，不存在增、删、改，也是不会产生线程安全的问题。
• 线程安全问题的解决：
  
  • 1），从根本上：也就是尽量不出现共享资源，不出现成员变量，即使出现，成员变量的状态也是固定不变的；
  • 2），使用锁控制（最常用）：思路：就是将操作共享数据的线程代码封装起来，当有线程执行这些代码的时候，其他线程不可以参与运算。涉及到锁又会有以下几种方案：
    
    • a，同步代码块，使用sychronized关键字；
      例：sychronized(锁) { // 业务行为 }
    • b，同步函数：在方法前加上sychronized
      例：public sychronized void threadSafe() { //业务行为 }
    • c，Lock 锁，在java 1.5之后出现了Lock锁的使用，jdk文档解释：Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，可以支持多个相关的 Condition 对象。锁是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常，锁提供了对共享资源的独占访问。一次只能有一个线程获得锁，对共享资源的所有访问都需要首先获得锁。
  • 3），Blocked队列(某些情况下可用)：在典型的生产者和消费者模型中，队列是不错的解决方案！
• 关于生产者和消费者模型我会用三种方式另写一篇博客，谢谢大家！