线程的调度&&线程的生命周期&&Daemon线程

线程的调度&&线程的生命周期&&Daemon线程

线程简介

什么是线程

线程是现代操作系统调度的最小单元，也叫做轻量级的进程。

在一个进程里面可以创建多个线程，这些线程都拥有各自的计数器，堆栈和局部变量等属性，并且可以访问共享的内存变量。

线程与进程

在引入线程的操作系统中，通常是把进程作为资源分配的基本单位。把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。

线程与进程的区别：

• 进程间相互独立，同一进程的各个线程共享。某进程内的线程对于其他进程不可见。

• 进程间通过IPC通信，线程间可以直接读取进程的内存共享变量进程通信。

• 线程上下文切换比进程上下文切换要快的多。

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线程的调度

线程调度模型

在计算机中，线程的调度有2中模型，分别是分时调度模型、抢占式调度模型。

• 分时调度模型：

  分时调度模型是指让所有的线程轮流获得CPU的使用去权，并且平均分配每个线程占用CPU的时间片。

• 抢占式调度模型：

  抢占式调度模式是指让可运行池中优先级高的线程优先占用CPU，而对于优先级相同的线程，随机选择一个占用CPU,当它失去CPU的使用权后，在随机选择其他线程获取CPU使用权。

Java虚拟机默认采用抢占式调度模式。

线程的优先级

线程的优先级用1~10表示。数字越大优先级越高。在Thread的类中提供对线程设置优先级的方法，同时还定义了3个静态常量。如下：

setPriority(int priority)：设置线程优先级MAX_PRIORITY：优先级最高级别，相当于10。MIN_PRIORITY：优先级最低级别，相当于1NORM_PRIORITY：默认优先级，相当于5

注意：虽然Java提供了线程优先级的设置，但是不同的操作系统对线程的优先级支持是不一样的，不能很好的和Java中的线程一一对应。所以线程的优先级用来作为程序正确性的依赖。

线程休眠

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

如果我们想让线程休眠，我们可以在当前线程调用sleep(long mills)方法，这个方法会抛出一个InterruptedException异常。

需要注意的是，sleep(long mills)是一个静态方法，只能控制当前正在运行的线程休眠，不能控制其他线程休眠，在休眠结束后，线程就会返回到就绪状态，而不是立即开始运行状态。

线程让步

public static native void yield();

线程让步可以通过yield()方法来实现，该方法和sleep()方法有些相似，都可以让当前正在运行的线程暂停，区别在于yield()方法不会阻塞该线程，只是将线程转换成就绪状态，让系统的调度器重新调度一次。

线程插队

 public final void join() throws InterruptedException{     this.join(0L); }public final synchronized void join(long var1) throws InterruptedException {    long var3 = System.currentTimeMillis();    long var5 = 0L;    if(var1 < 0L) {        throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");    } else {        if(var1 == 0L) {            while(this.isAlive()) {                this.wait(0L);            }        } else {            while(this.isAlive()) {                long var7 = var1 - var5;                if(var7 <= 0L) {                    break;                }                this.wait(var7);                var5 = System.currentTimeMillis() - var3;            }        }    }}

在Thread类中提供了一个join()方法来实现线程插队的功能。当某个线程中调用其他线程的join()时，调用的线程将阻塞，直到被join()加入的线程执行完成后才会继续运行。

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线程的生命周期及状态

线程的整个生命周期可以分为5个阶段，分别是新建(创建)状态(New)、就绪状态(Runnable)、运行状态(Running)、阻塞状态(Blocked)、死亡状态(Dead)。

• 新建状态(New)：创建线程对象后，该线程对象就处于新建状态了。

• 就绪状态(Runnable)：当线程调用了start()方法后，它就进入了就绪状态。此时它只是具备了运行条件，能否获得CPU的使用权开始运行，还需要等待系统的调度。

• 运行状态(Running)：处于就绪状态的线程获取CPU的使用权，开始执行run()方法，则该线程处于运行状态。当使用完CPU的使用权(时间片)时，系统会剥夺该线程占用的CPU资源，让其他线程获得机会。这时失去CPU的使用权的线程由运行状态变为就绪状态。

• 阻塞状态(Blocked)：一个正在运行的线程，在某些特殊情况下（下面列举），会放弃CPU的使用权，进入阻塞状态。线程进入阻塞状态后，就不能进入排队队列。只有当引起阻塞的原因被消除后，线程才可以转入就绪状态。

  下面列举下线程由运行状态转换到阻塞状态的原因。以及如何从阻塞状态转为就绪状态：

  • 当线程试图获取某个对象的同步锁时，如果该锁被其他线程锁持有，则当前线程就会进入阻塞状态，如果想从阻塞状态进入就绪状态必须获取到其他线程所持有的锁。

  • 当线程调用了一个阻塞式的IO方法时，该线程就会进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就必须要等到这个阻塞的IO方法返回。

  • 当线程调用wait()方法时，也会使线程进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就需要使用notify()方法唤醒该线程。

  • 当线程调用了Thread的sleep()方法时，也会进入阻塞状态，当时间设置休眠的时间到了，该线程就会进入就绪状态。
  • 当在一个线程中调用了另外一个线程的join()方法时，会使当前线程进入阻塞状态，在这种情况下，需要等到新加入的线程运行结束后才会结束阻塞状态，进入就绪状态。

注意：线程进入阻塞状态后，需要进入就绪状态，等待排队，才能到运行状态。

• 死亡状态(Dead)：当线程的run()方法正常执行完，或者线程抛出未捕获的异常或错误，线程进入死亡状态。一旦进入死亡状态，线程将不再有运行的资格。

线程的生命周期图：

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守护线程(Daemon线程)

Daemon线程是一种支持型线程，因为它主要被用作程序中后台调度以及支持性工作。当一个Java虚拟机中不存在飞Daemon的时候，Java虚拟机将会退出。

 public final void setDaemon(boolean var1) {    this.checkAccess();    if(this.isAlive()) {        throw new IllegalThreadStateException();    } else {        this.daemon = var1;    }}

注意：Daemon属性需要在启动之前设置，不能再启动之后设置。

在start()方法之后，设置setDaemon()会报错，如：

at java.lang.Thread.setDaemon(Thread.java:1356)    at com.example.DaemonDemo.main(DaemonDemo.java:25)    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)    at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:147)

在构建Daemon线程时，不能依靠finally块中的内容来确保执行关闭或清理资源的逻辑，因为Java虚拟机退出时，Daemon线程中的finally块不一定执行。看下面例子：

public class DaemonDemo {    public static void main(String[] args) {        ThreadA thread1 = new ThreadA();        thread1.setName("thread1");        thread1.setDaemon(true);        thread1.start();        try {            Thread.sleep(5);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } finally {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "： 执行结束");        }    }    public static class ThreadA extends Thread {        @Override        public void run() {            System.out.println(getName() + ":  开始执行run()方法");            try {                sleep(10);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            } finally {                System.out.println(getName() + ":  执行结束");            }        }    }}

最终结果打印：

thread1:  开始执行run()方法main： 执行结束

在main线程结束后，Java虚拟机退出了，Daemon线程的finally语句没有执行。

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