Java多线程基础

（事先声明：该文章并非完全是我自己的产出，更多的是我个人在看到资料后通过理解并记录下来，作为自己阅读后的一个笔记；我现在试图对自己多年工作中的知识点做一个回顾，并进行归类总结）

（此文参考<Java核心技术36讲>第17讲）

 

线程与进程

进程是操作系统层面的运行时对应的具体应用程序，用户启动一个应用程序就会运行一个或者多个进程。

线程是应用程序进程里面的，更加细粒度的实例，线程对用户而言是透明的，一个进程会包含一个或者多线程来实现程序的各种功能。其由开发人员在编写代码时定义，并由系统进行调度运行。

 

在早期的JVM设计中 （1.2），线程的实现是与虚拟机相关的，且于JVM自身来调度（Green thread），在现在的版本中， java线程基本都是1对1映射到操作系统内核线程了，由OS进行调度。

还有一种后台运行的称为守护线程， 当应用需要一个长期驻留的服务程序，但不希望其影响应用退出，就可以设置为守护线程；JVM发现只有守护线程存在时，进程结束。

 

线程包含什么

从操作系统的角度，线程是系统调试的最小单元，操作系统对不同任务的切换，就是在线程上完成的，线程包含： 栈(Stack)， 寄存器(Register)，本地存储(Thread Local)。但其和进程内其它线程共享文件描述符，虚拟地址空间等。

（补充：  更详细的线程结构和jvm内部）

 

线程生命周期的不同状态：

New： 线程被新建出来还没有真正启动执行。

Runnable(就绪): 表示线程已经在JVM中执行了，可能是正在运行，也可能是在等待CPU调度。

Blocked(阻塞): 表示线程在等待锁，如：线程试图通过synchronized去获取某个锁时，该锁已经被其它线程独占了，那当前线程就会进入此状态。

WAITING: 线程进行等待状态，需要其它线程唤醒(notify)，如：当前线程在检测到需要的资源还不可用时，主动执行wait()。

TIMED_WAIT: 与上面相似，但带有超时条件。

Terminated: 终止，不管是意外退出还是正常执行结束。

 

线程的几种使用

1. 直接继承自Thread并且实现任务执行

    public void startNewThread() {
        new Thread(() ->  {
                // excute task, we override the method Thread.run()
            }).start();  //start the thread
    }

 

2. 实现Runnable 

实现Runnable接口的好处在于可以绕过java只能单一继承的限制（使用Thread的话，就不能继承其它类了）， 这样可以更灵活的组织代码结构了。也可以把Runnable提交给并发库中的Executor框架使用。

        Runnable task = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // implement the task
            }
        };
        
        new Thread(task).start();  //start the thread

 

3.使用Executor框架

可以无须关心Thread的创建和管理，并且可以通Future来取得返回结果.

        Runnable task = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // implement the task
            }
        };

        Future result = Executors.newFixedThreadPool(1).submit(task);