java并发编程一

基础知识

       线程的本质是机器执行的路径，是操作系统的最小执行单元，它完全是多任务操作系统之上的虚拟概念，从硬件角度来说每一个cup只有一条执行路径。成百上千个线程同时执行是操作系统调度的假象。

 

        每一个计算机程序，或每个进程，至少有一个线程，这个线程称为主线程，Java的主线程称为main thread。它以某个class类的main方法为起点。任何计算机程序都是由单一线程开始运行的。进程独享一个内存空间，进程中的线程共享这个内存空间，每个线程有单独的栈来存储数据。

 

并发编程的术语

        屏障(Barrier)：屏障代表多个线程的集合点，需要所有的线程都到达该集合点后才能继续往下执行，因此先到达的线程会进入等待。

        条件变量(Condition Variable)：条件变量是和某个锁(Lock)关联的变量，通常用于同步环境中，实现等待-唤醒机制。线程可以在拥有锁的情况下，等待某个条件变量；或者在拥有锁的前提下，唤醒一个或者全部正在等待某个条件变量的线程。

        条件变量也程事件变量(Event Variable)。

        临界区域(Critical Section)：代表一个同步化的方法和代码块，所有线程必须串行的经过临界区域。本质上就是一个隐藏的锁获取和释放区域。

         锁(Lock)：用于表示进入临界区域特定线程的访问权限。读写锁(Read/Write Lock)可以允许多个线程进行同时取得，只要它们同意都是进行“读”操作。

         监控器(Monitor)： 该术语在不同的系统中代表的含义不同，可能代指Lock，也可能代指等待-唤醒机制

        互斥(Mutex)：和Lock类似，它往往是跨进程的、基于操作系统级别的。

        信号量（Semaphore）：线程可以等待一个或多个信号的计数，另一个线程则可以释放一个或多个信号的计数，当线程活的足够的计数后，停止等待。

 

 Java线程的创建和管理

 创建线程

 Java允许两种创建线程的风格

1.   继承java.lang.Thread类，重写run方法
2.   实现java.lang.Runable接口,并将起传给Thread的构造方法。

Thread对象本质上并不代表线程本身，而是一组与线程有关的方法和数据的封装。

Thread的构造函数有以下参数：

       name :   Thread的名称，默认Thread-N ，N是一个唯一的数字；

       Runable  target ：新线程执行的指令列表，位于run()方法中

       ThreadGroup group ： 新线程加入的线程组，默认与调用新线程构造方法的那个线程的线程组一致

       long  stackSize：新线程执行方法时，存放临时变量的栈大小。

 线程的生命周期方法

        new Thread() ： 创建线程，在Java中，线程也是对象，因此它的对象是调用构造器完成的。线程被构造后即存在，但这是还没有进行执行，在这是其它线程可以和该线程进行交互，例如：设置优先级、线程守护和名称。

       start() ： 启动线程，调用start()方法后，jvm中创建了一个新的线程，并且线程的isAlive()==true,等待系统调度进行执行。

      stop()： 终结线程，不能调用stop()方法来终结线程，它有缺陷，已经被弃用。

      sleep()/wait()/join()/suspend()：线程等待， suspend()方法用来暂停线程，但是与stop()一样有缺陷，已经弃用。Thread.sleep()静态方法，可以让线程暂停一段时间，之后自动回复执行，sleep暂停时并不会释放锁。Object.wait()方法依赖于同步，不能单独进行使用，wait方法会释放对象持有的锁。

      notify()/notifyAll()/resume()： 线程恢复，notify()和notifyAll()用于唤醒调用wait()方法阻塞的线程，唤醒线程后，会尝试获取monitor。resume()用于恢复暂停的线程，有缺陷。

     清除：线程结束后，其Java对象扔可以访问，可以附带一些有价值的信息。如果Thread线程脱离作用域会被GC回收，回收可能带着系统资源的清理。

 

 线程的正确停止方式

设定标记位

 

public class MyThread implements Runnable {

    private volatile boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        while ( flag )
            ;
        System.out.println( "Thread Interrupt" );
    }

    public static final void main( String[] arg ) throws Exception {
        MyThread myThread = new MyThread();
        Thread thread = new Thread( myThread );
        thread.start();
        System.out.println( "123" );
        TimeUnit.SECONDS.sleep( 5 );
        myThread.setFlag( false );
    }

    public void setFlag( boolean flag ) {
        this.flag = flag;
    }

    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }
}

 利用中断

 

 调用该方法，可以让任何处于阻塞（Blocking）方法调用中的线程获得退出的机会。该方法有两个效应：

1. 线程的阻塞方法（可能）会抛出InterruptedException，程序代码可以捕获此异常并退出
2. 设置线程内部“已中断”标记为true，提示线程已经被中断。可以使用isInterrupted()方法来检查该标记。即使线程没有被Block，这个标记也会被设置

Thread t = new Thread() {
            public void run()
            {
                while ( !isInterrupted() )
                    ;
                System.out.println( "interrupted" );
            }
        };
        t.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep( 1 );
        t.interrupt();

 利用异常判断(针对出于阻塞状态的线程)

Thread t = new Thread() {
            public void run()
            {
                try
                {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep( 3600 );
                }
                catch ( InterruptedException e )
                {
                    System.out.println( "interrupted" );
                }
            }
        };
        t.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep( 1 );
        t.interrupt();

    关于interrupt()方法，还需要注意：

1. 如果线程在调用Object.wait()、join()、sleep()方法时被其它线程中断，其中断标记位会被清除，并接收到InterruptedException
2. 如果线程在InterruptibleChannel上执行I/O时被其它线程中断，则通道被关闭，线程的中断标记位被设置，并接受到ClosedByInterruptException。 ServerSocketChannel、SocketChannel、FileChannel、DatagramChannel等都是可中断通道
3. 如果线程在Selector上执行select操作时被中断，则线程的中断标记位被设置，并立即返回