Thread常见方法

方法名 static 功能说明 注意
start() 启动一个新线程，在新的线程运行 run 方法中的代码 start 方法只是让线程进入就绪，里面代码不一定立刻运行（CPU 的时间片还没分给它）。每个线程对象的start方法只能调用一次，如果调用了多次会出现 IllegalThreadStateException
run() 新线程启动后会调用的方法 如果在构造 Thread 对象时传递了 Runnable 参数，则线程启动后会调用 Runnable 中的 run 方法，否则默认不执行任何操作。但可以创建 Thread 的子类对象，来覆盖默认行为
join() 等待线程运行结束
join(long n) 等待线程运行结束,最多等待 n 毫秒
getId() 获取线程长整型的 id id 唯一
getName() 获取线程名
setName(String) 修改线程名
getPriority() 获取线程优先级
setPriority(int) 修改线程优先级 java中规定线程优先级是1~10 的整数，较大的优先级能提高该线程被 CPU 调度的机率
getState() 获取线程状态 Java 中线程状态是用 6 个 enum 表示，分别为：NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED
isInterrupted() 判断是否被打断 不会清除打断标记
isAlive() 线程是否存活（还没有运行完毕）
interrupt() 打断线程 如果被打断线程正在 sleep，wait，join 会导致被打断的线程抛出 InterruptedException，并清除打断标记；如果打断的正在运行的线程，则会设置打断标记；park 的线程被打断，也会设置打断标记
interrupted() static 判断当前线程是否被打断 会清除打断标记
currentThread() static 获取当前正在执行的线程
sleep(long n) static 让当前执行的线程休眠n毫秒，休眠时让出 cpu 的时间片给其它线程
yield() static 提示线程调度器让出当前线程对CPU的使用 主要是为了测试和调试

start 与 run

  • 调用 run
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
public static void main(String[] args) {
    Thread t1 = new Thread("t1") {
        @Override
        public void run() {
            log.debug(Thread.currentThread().getName());
            FileReader.read(Constants.MP4_FULL_PATH);
        }
    };
    t1.run();
    log.debug("do other things ...");
}

输出

1
2
3
4
19:39:14 [main] c.TestStart - main
19:39:14 [main] c.FileReader - read [1.mp4] start ...
19:39:18 [main] c.FileReader - read [1.mp4] end ... cost: 4227 ms
19:39:18 [main] c.TestStart - do other things ...

程序仍在 main 线程运行， FileReader.read() 方法调用还是同步的

  • 调用 start

将上述代码的 t1.run() 改为

1
t1.start();

输出

1
2
3
4
19:41:30 [main] c.TestStart - do other things ...
19:41:30 [t1] c.TestStart - t1
19:41:30 [t1] c.FileReader - read [1.mp4] start ...
19:41:35 [t1] c.FileReader - read [1.mp4] end ... cost: 4542 ms

程序在 t1 线程运行， FileReader.read() 方法调用是异步的

  • 小结

    • 直接调用 run 是在主线程中执行了 run，没有启动新的线程

    • 使用 start 是启动新的线程，通过新的线程间接执行 run 中的代码

sleep 与 yield

  • sleep

    1. 调用 sleep 会让当前线程从 Running 进入 Timed Waiting 状态（阻塞）

    2. 其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程，这时 sleep 方法会抛出 InterruptedException

    3. 睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行

    4. 建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性

  • yield

    1. 调用 yield 会让当前线程从 Running 进入 Runnable 就绪状态，然后调度执行其它线程

    2. 具体的实现依赖于操作系统的任务调度器

  • 线程优先级

    • 线程优先级会提示（hint）调度器优先调度该线程，但它仅仅是一个提示，调度器可以忽略它

    • 如果 cpu 比较忙，那么优先级高的线程会获得更多的时间片，但 cpu 闲时，优先级几乎没作用

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    Runnable task1 = () -> {
        int count = 0;
        for (;;) {
            System.out.println("---->1 " + count++);
        }
    };

    Runnable task2 = () -> {
        int count = 0;
        for (;;) {
           // Thread.yield();
           System.out.println(" ---->2 " + count++);
        }
    };

    Thread t1 = new Thread(task1, "t1");
    Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
    // t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
    // t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
    t1.start();
    t2.start();

join

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
static int r = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    test1();
}
private static void test1() throws InterruptedException {
    log.debug("开始");
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        log.debug("开始");
        sleep(1);
        log.debug("结束");
        r = 10;
    });
    t1.start();
    log.debug("结果为:{}", r);
    log.debug("结束");
}

  • 分析

    • 因为主线程和线程 t1 是并行执行的，t1 线程需要 1 秒之后才能算出 r=10

    • 而主线程一开始就要打印 r 的结果，所以只能打印出 r=0

  • 解决方法

    • 用 sleep 行不行？为什么？

      也可以实现等待，但是sleep(long)方法具有不是放锁的特点，因此线程会一直等待下去，直到任务完成，才会释放锁。而join的内部实现是wait()，所以使用join()方法是会释放锁的，那么其他线程就可以调用此线程的同步方法了。

    • 用 join，加在 t1.start() 之后即可

      1
      2
      3
      4
      5
      6
      7
      8
      9
      10
      11
      12
      13
      private static void test1() throws InterruptedException {
          log.debug("开始");
          Thread t1 = new Thread(() -> {
              log.debug("开始");
              sleep(1);
              log.debug("结束");
              r = 10;
          });
          t1.start();
          t1.join();
          log.debug("结果为:{}", r);
          log.debug("结束");
      }

      以调用方角度来讲，如果需要等待结果返回，才能继续运行就是同步,不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
static int r1 = 0;
static int r2 = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    test2();
}
private static void test2() throws InterruptedException {
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        sleep(1);
        r1 = 10;
    });
    Thread t2 = new Thread(() -> {
        sleep(2);
        r2 = 20;
    });
    long start = System.currentTimeMillis();
    t1.start();
    t2.start();
    t1.join();
    t2.join();
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.debug("r1: {} r2: {} cost: {}", r1, r2, end - start);
}

  • 分析

    • 第一个 join：等待 t1 时, t2 并没有停止, 而在运行

    • 第二个 join：1s 后, 执行到此, t2 也运行了 1s, 因此也只需再等待 1s

    如果颠倒两个 join 呢？

    最终都是输出

    1
    20:45:43.239 [main] c.TestJoin - r1: 10 r2: 20 cost: 2005

  • 有时效的 join

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    static int r1 = 0;
    static int r2 = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test3();
    }
    public static void test3() throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            sleep(1);
            r1 = 10;
        });
        long start = System.currentTimeMillis();
        t1.start();
        // 等够时间1s,线程执行结束会导致 join 结束
        t1.join(1500);
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.debug("r1: {} r2: {} cost: {}", r1, r2, end - start);
    }
    ```

    20:48:01.320 [main] c.TestJoin - r1: 10 r2: 0 cost: 1010

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19

    ```Java
    static int r1 = 0;
    static int r2 = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test3();
    }
    public static void test3() throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            sleep(2);
            r1 = 10;
        });
        long start = System.currentTimeMillis();
        t1.start();
        // join 时间不足,线程直接结束
        t1.join(1500);
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.debug("r1: {} r2: {} cost: {}", r1, r2, end - start);
    }
    1
    20:52:15.623 [main] c.TestJoin - r1: 0 r2: 0 cost: 1502

interrupt

打断 sleep，wait，join 的线程, 这几个方法都会让线程进入阻塞状态.

打断 sleep 的线程, 会清空打断状态，以 sleep 为例

1
2
3
4
5
6
7
8
9
private static void test1() throws InterruptedException {
    Thread t1 = new Thread(()->{
        sleep(1);
    }, "t1");
    t1.start();
    sleep(0.5);
    t1.interrupt();
    log.debug(" 打断状态: {}", t1.isInterrupted());
}
1
2
3
4
5
6
7
8
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
    at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
    at cn.itcast.n2.util.Sleeper.sleep(Sleeper.java:8)
    at cn.itcast.n4.TestInterrupt.lambda$test1$3(TestInterrupt.java:59)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
21:18:10.374 [main] c.TestInterrupt - 打断状态: false

打断正常运行的线程, 不会清空打断状态

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
private static void test2() throws InterruptedException {
    Thread t2 = new Thread(()->{
      while(true) {
          Thread current = Thread.currentThread();
          boolean interrupted = current.isInterrupted();
          if(interrupted) {
              log.debug(" 打断状态: {}", interrupted);
              break;
          }
      }
   }, "t2");
   t2.start();
   sleep(0.5);
   t2.interrupt();
}
1
20:57:37.964 [t2] c.TestInterrupt - 打断状态: true

打断 park 线程, 不会清空打断状态

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
private static void test3() throws InterruptedException {
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        log.debug("park...");
        LockSupport.park();
        log.debug("unpark...");
        log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());
    }, "t1");
    t1.start();
    sleep(0.5);
    t1.interrupt();
}
1
2
3
21:11:52.795 [t1] c.TestInterrupt - park...
21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - unpark...
21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - 打断状态：true

如果打断标记已经是 true, 则 park 会失效

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
private static void test4() {
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            log.debug("park...");
            LockSupport.park();
            log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());
        }
    });
    t1.start();
    sleep(1);
    t1.interrupt();
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
21:13:48.783 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...
21:13:49.809 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true
21:13:49.812 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...
21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true
21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...
21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true
21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...
21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true
21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park...
21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true

可以使用 Thread.interrupted() 清除打断状态

主线程与守护线程

默认情况下，Java 进程需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其它非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完，也会强制结束。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
log.debug("开始运行...");
Thread t1 = new Thread(() -> {
    log.debug("开始运行...");
    sleep(2);
    log.debug("运行结束...");
}, "daemon");
// 设置该线程为守护线程
t1.setDaemon(true);
t1.start();
sleep(1);
log.debug("运行结束...");
1
2
3
08:26:38.123 [main] c.TestDaemon - 开始运行...
08:26:38.213 [daemon] c.TestDaemon - 开始运行...
08:26:39.215 [main] c.TestDaemon - 运行结束...

注意:

  • 垃圾回收器线程就是一种守护线程

  • Tomcat 中的 Acceptor 和 Poller 线程都是守护线程，所以 Tomcat 接收到 shutdown 命令后，不会等待它们处理完当前请求