一 、線程和進程
1. 什么是線程和進程的區別:
線程是指程序在執行過程中，能夠執行程序代碼的一個執行單元。在java語言中，線程有四種狀態：運行 、就緒、掛起和結束。
進程是指一段正在執行的程序。而線程有事也被成為輕量級的進程，他得程序執行的最小單元，一個進程可以擁有多個線程，各個線程之間共享程序的內功空間（代碼段、數據段和堆空間）及一些進程級的資源（例如打開的文件），但是各個線程都擁有自己的棧空間。
2. 為何要使用多進程
在操作系統級別上來看主要有以下幾個方面：
- 使用多線程可以減少程序的響應時間，如果某個操作和耗時，或者陷入長時間的等待，此時程序講不會響應鼠標和鍵盤等的操作，使用多線程后可以把這個耗時的線程分配到一個單獨的線程去執行，從而使程序具備了更好的交互性。
- 與進程相比，線程創建和切換開銷更小，同時多線程在數據共享方面效率非常高。
- 多CPU或者多核計算機本身就具備執行多線程的能力，如果使用單個進程，將無法重復利用計算機資源，造成資源的巨大浪費。在多CPU計算機使用多線程能提高CPU的利用率。
- 使用多線程能簡化程序的結構，使程序便于理解和維護
二、創建線程
多線程的實現一般有以下三種方法其中前兩種為最常用的方法：
1. 繼承Thread類，重寫run()方法
Thread本質上也是實現了Runnable接口的一個實例。需要注意的是調用start()方法后并不是是立即的執行多線程的代碼，而是使該線程變為可運行態，什么時候運行多線程代碼是由操作系統決定的。
以下是主要步驟：
（1）定義Thread類的子類，并重寫該類的run方法，該run方法的方法體就代表了線程要完成的任務。因此把run()方法稱為執行體。
（2）創建Thread子類的實例，即創建了線程對象。
（3）調用線程對象的start()方法來啟動該線程。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
public class TestThread extends Thread{ public void run() { System.out.println("Hello World"); } public static void main(String[] args) { Thread mThread = new TestThread(); mThread.start(); } } |
2. 實現Runnable接口，并實現該接口的run()方法
以下是主要步驟：
（1）自定義類并實現Runnable接口，實現run()方法。
（2）創建Thread子類的實例，用實現Runnable接口的對象作為參數實例化該Thread對象。
（3）調用Thread的start()方法來啟動該線程。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
public class TestRunnable implements Runnable { public void run() { System.out.println("Hello World"); } }public class TestRunnable { public static void main(String[] args) { TestRunnable mTestRunnable = new TestRunnable(); Thread mThread = new Thread(mTestRunnable); mThread.start(); } } |
3. 實現Callable接口，重寫call()方法
Callable接口實際是屬于Executor框架中的功能類，Callable接口與Runnable接口的功能類似，但提供了比Runnable更強大的功能，主要表現為以下的3點：
（1）Callable可以在任務接受后提供一個返回值，Runnable無法提供這個功能。
（2）Callable中的call()方法可以拋出異常，而Runnable的run()方法不能拋出異常。
（3）運行Callable可以拿到一個Future對象，Future對象表示伊布計算的結果，他提供了檢查計算是否完成的方法。由于線程屬于異步計算模型，因此無法從別的線程中得到函數的返回值，在這種情況下就可以使用Future來監視目標線程調用call()方法的情況，但調用Future的get()方法以獲取結果時，當前線程就會阻塞，知道call()方法的返回結果。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
|
public class TestCallable { //創建線程類 public static class MyTestCallable implements Callable { public String call() throws Exception { retun "Hello World"; } } public static void main(String[] args) { MyTestCallable mMyTestCallable= new MyTestCallable(); ExecutorService mExecutorService = Executors.newSingleThreadPool(); Future mfuture = mExecutorService.submit(mMyTestCallable); try { //等待線程結束，并返回結果 System.out.println(mfuture.get()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } |
上述程序的輸出結果為：Hello World
在這三種方式中，一般推薦實現Runnable接口的方式，其原因是：首先，Thread類定義了多種方法可以被派生類使用重寫，但是只有run()方法是必須被重寫的，實現這個線程的主要功能，這也是實現Runnable接口需要的方法。其次，一個類應該在他們需要加強或者修改時才會被繼承。因此如果沒有必要重寫Thread類的其他方法，那么在這種情況下最好是用實現Runnable接口的方式。
三、中斷線程
當線程的run()方法執行方法體中的最后一條語句后，并經由執行return語句返回時，或者出現在方法中沒有捕獲的異常時線程將終止。在java早期版本中有一個stop方法，其他線程可以調用它終止線程，但是這個方法現在已經被棄用了。
interrupt方法可以用來請求終止線程，當一個線程調用interrupt方法時，線程的中斷狀態將被置位。這是沒有個線程都具有的boolean標志，每個線程都應該不時的檢查這個標志，來判斷線程是否被中斷。
要想弄清線程是否被置位，可以調用Thread.currentThread().isInterrupted()：
|
1
2
3
|
while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){do something} |
但是如果一個線程被阻塞，就無法檢測中斷狀態。這是產生InterruptedException的地方。當一個被阻塞的線程（調用sleep或者wait)上調用interrupt方法。阻塞調用將會被InterruptedException中斷。
如果每次迭代之后都調用sleep方法（或者其他可中斷的方法），isInterrupted檢測就沒必要也沒用處了，如果在中斷狀態被置位時調用sleep方法，它不會休眠反而會清除這一狀態并拋出InterruptedException。所以如果在循環中調用sleep,不要去檢測中斷狀態，只需捕獲InterruptedException。
在很多發布的代碼中會發現InterruptedException被抑制在很低的層次上：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
|
void myTask(){...try{sleep(50)}catch(InterruptedException e){...}} |
不要這樣做，如果不認為catch中做一處理有什么好處的話，有兩種合理的選擇：
在catch中調用Thread.currentThread().interrup()來設置中斷狀態。調用者可以對其進行檢測
更好的選擇用throw InterruptedException標記你的方法，不采用try語句塊來捕獲已成。這樣調用者可以捕獲這個異常：
|
1
2
3
|
void myTask()throw InterruptedException{sleep(50)} |
四、線程的狀態
（1）. 新建狀態（New）：新創建了一個線程對象。
（2）. 就緒狀態（Runnable）：線程對象創建后，其他線程調用了該對象的start()方法。該狀態的線程位于可運行線程池中，變得可運行，等待獲取CPU的使用權。
（3）. 運行狀態（Running）：就緒狀態的線程獲取了CPU，執行程序代碼。
（4）. 阻塞狀態（Blocked）：阻塞狀態是線程因為某種原因放棄CPU使用權，暫時停止運行。直到線程進入就緒狀態，才有機會轉到運行狀態。阻塞的情況分三種：
- 等待阻塞：運行的線程執行wait()方法，JVM會把該線程放入等待池中。
- 同步阻塞：運行的線程在獲取對象的同步鎖時，若該同步鎖被別的線程占用，則JVM會把該線程放入鎖池中。
- 其他阻塞：運行的線程執行sleep()或join()方法，或者發出了I/O請求時，JVM會把該線程置為阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉入就緒狀態。
（5）. 死亡狀態（Dead）：線程執行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命周期。
五、線程的優先級和守護線程
1. 線程優先級
在java中，每一個線程有一個優先級，默認情況下，一個線程繼承它父類的優先級。可以用setPriority方法提高或降低任何一個線程優先級。可以將優先級設置在MIN_PRIORITY（在Thread類定義為1）與MAX_PRIORITY（在Thread類定義為10）之間的任何值。線程的默認優先級為NORM_PRIORITY（在Thread類定義為5）。
盡量不要依賴優先級，如果確實要用，應該避免初學者常犯的一個錯誤。如果有幾個高優先級的線程沒有進入非活動狀態，低優先級線程可能永遠也不能執行。每當調度器決定運行一個新線程時，首先會在具有搞優先級的線程中進行選擇，盡管這樣會使低優先級的線程完全餓死。
2. 守護線程
調用setDaemon(true);將線程轉換為守護線程。守護線程唯一的用途就是為其他線程提供服務。計時線程就是一個例子，他定時發送信號給其他線程或者清空過時的告訴緩存項的線程。當只剩下守護線程時，虛擬機就退出了，由于如果只剩下守護線程，就沒必要繼續運行程序了。
另外JVM的垃圾回收、內存管理等線程都是守護線程。還有就是在做數據庫應用時候，使用的數據庫連接池，連接池本身也包含著很多后臺線程，監控連接個數、超時時間、狀態等等。
以上就是關于Java多線程的線程定義、狀態和屬性，希望對大家的學習有所幫助。
