第14章 多线程

多任务：在同一时刻运行多个程序的能力。

通常，一个程序同时执行多个任务，每一个任务称为一个线程，它是线程控制的简称。可以同时运行一个以上线程的程序称为多线程程序。

Java进程与线程的区别

1.什么是线程

一个单独的线程中执行一个任务的简单过程：

1）将任务代码移到实现了Runnable接口的类的run方法中。这个接口很简单，只有一个方法

public interface Runnable{        void run();}

可以如下实现一个类：

class MyRunnable implements Runnable{public void run(){task code}}

2）创建一个类对象

Runnable r=new MyRunnable();

3）由Runnable创建一个Thread对象

Thread t=new Thread(r);

4）启动线程

t.start();

也可以通过构建一个Thread类的子类定义一个线程。

class MyThread extends Thread{public void run(){task code}}

然后，构建一个子类的对象，并调用start方法。不过，这种方法已不再推荐。应该从运行机制上减少需要并行的任务数量。如果有很多任务，要为每个任务创建一个独立的线程所付出的代价太大了。可以使用线程池解决这个问题。

警告：不要调用Thread类或Runnable对象的run方法。直接调用run方法，只会执行同一个线程中的任务，而不会启动新线程。应该调用Thread.start方法。这个方法创建一个执行run方法的新线程。

public class Thread implements Runnable{Thread(Runnable target);//构造一个新线程，用于调用给定target的run()方法void destroy();//销毁这个线程void interrupt();//置线程为中断状态static boolean interrupted();//返回线程的上次的中断状态，并消除中断状态boolean isInterrupted();//线程是否中断void join();//等待该线程执行完毕void run();//调用关联Runnable的run方法static void sleep(long millis);//线程休眠，参数为时间，单位是毫秒void start();//启动这个线程，将引发调用run()方法，这个方法将立即返回，新线程将并行执行}

2.中断线程

当线程的run方法执行方法体中的最后一条语句后，并经由执行return语句返回时，或者出现了在方法中没有捕获的异常时，线程将终止。java.lang.Thread.stop()方法已经被弃用。

• 强制终止线程： 
  有一种可以强制线程终止的方法，interrupt方法可以用来请求终止线程。 
  当对一个线程调用interrupt方法时，线程的中断状态将被置位。这是每一个线程都具有的boolean标志。每个线程都应该不时地检查这个标志，以判读线程是否被中断。

• 要弄清中断状态是否被置位， 
  首先调用静态的Thread.currentThread方法获得当前线程，然后调用 isInterrupted方法。 
  while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){ 
  do more work 
  } 
  如果线程被阻塞，就无法检测中断状态。当在一个被阻塞的线程（调用wait或sleep）上调用interrupt方法时，将会产生Interrupted Exception异常

3.线程状态

3.1 New 新创建进程

用new创建一个新线程，该线程还没有开始运行线程中的代码。

3.2 Runnable 可运行进程

一旦调用start方法，线程处于runnable状态。一个可运行的的线程可能正在运行也可能没有运行。这取决于操作系统给线程提供运行的时间。一个正在运行的线程仍然处于可运行状态。 
一旦一个线程开始运行，它不必始终保持运行。事实上，运行中的线程被中断，目的是为了其他线程获得运行机会。线程调度的细节依赖于操作系统提供的服务。 
抢占式调度系统给每一个可运行线程一个时间片来执行任务。当时间片用完，操作系统剥夺该线程的运行权，并给另一个线程运行机会。当选择下一个线程时，操作系统考虑线程的优先级。 
桌面及服务器操作系统都使用抢占式调度。Android也采用该模式，基于线程优先级来决定CPU的使用权。 

3.3 Blocked & Waiting 被阻塞进程和等待进程

当线程处于被阻塞或等待状态时，它暂时不活动。它不运行任何代码且消耗最少的资源。直到线程调度器重新激活它。细节取决于它是怎样达到非活动状态的。

• 当一个线程试图获取一个内部的对象锁，而该锁被其他线程持有，则该线程进入阻塞状态。当所有其他线程释放该锁，并且线程调度器允许本线程持有它的时候，该线程将变成非阻塞状态。
• 当线程等待另一个线程通知调度器一个条件时，它自己进入等待状态。被阻塞状态与等待状态有很大不同。
• 有几个方法有一个超时参数。调用它们导致线程进入计时等待状态。这一状态一直保持到超时期满或接收到适当的通知。带有超时参数的方法有 Thread.sleep和Object.wait， Thread.join , Lock.tryLock及 Condition.await的计时版。 

当一个线程被阻塞或等待时，另一个线程被调度为运行状态。当一个线程被重新激活，调度器检查它是否具有比当前运行线程更高的优先级。如果是，调度器从当前运行线程中挑选一个，剥夺其运行权，选择一个新的线程运行。

3.4 Terminated 被终止进程

线程因如下两个原因而被终止：

• 因为run方法正常退出而自然死亡
• 因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡

4.线程属性

4.1 线程优先级

在Java程序设计语言中，，每一个线程有一个优先级。默认情况下，一个线程继承他的父线程的优先级，可以用setPriority方法设置一个线程的优先级。可以将优先级设置在MIN_PRIORITY（在Thread类中定义为1）和MAX_PRIORITY（定义为10）之间。默认优先级NORM_PRIORITY被定义为5。

每当线程调度器有机会选择新线程时，它首先选择具有较高优先级的线程。如果有几个高优先级的线程没有进入活动状态，可能会使低优先级的线程完全饿死。

//java.lang.Threadvoid setPriority(int newPriority);//设置线程优先级static int MAX_PRIORITY;//线程最高优先级，设置为10static int MIN_PRIORITY;//线程最低优先级，设置为1static int NORM_PRIORITY;//线程默认优先级，设置为5static void yield();//导致当前线程处于让步状态。如果有其他可运行线程的优先级至少与该线程同样高，那么这些线程接下来会被调度

4.2 守护线程

可以通过调用

t.setDaemon(true);

将线程转换为守护线程。守护线程的唯一用途是为其他线程提供服务。

守护线程应该永远不去访问固有资源，如文件、数据库，因为它会在任何时候甚至是在一个操作中间发生中断。

4.3 未捕获异常处理器

5.同步

6.阻塞队列

7.线程安全的集合

8.Callable与Future

9.执行器

10.同步器