概述

线程与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享进程的方法区资源,但每个线程有自己的程序计数器虚拟机栈本地方法栈,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。

线程的生命周期和状态

Java 线程在运行的生命周期中的指定时刻只可能处于下面 6 种不同状态的其中一个状态
线程 - 图1
线程在生命周期中并不是固定处于某一个状态而是随着代码的执行在不同状态之间切换。Java 线程状态变迁如下图所示(图源《Java 并发编程艺术》4.1.4 节):
线程 - 图2
由上图可以看出:
1.线程创建之后它将处于 NEW(新建) 状态,调用 start() 方法后开始运行,线程这时候处于 READY(可运行) 状态。可运行状态的线程获得了 CPU 时间片(timeslice)后就处于 RUNNING(运行) 状态。
2.当线程执行 wait()方法之后,线程进入 WAITING(等待) 状态。进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态,
3.而 TIME_WAITING(超时等待) 状态相当于在等待状态的基础上增加了超时限制,比如通过 sleep(long millis)方法或 wait(long millis)方法可以将 Java 线程置于 TIMED WAITING 状态。当超时时间到达后 Java 线程将会返回到 RUNNABLE 状态。
4.当线程调用同步方法时,在没有获取到锁的情况下,线程将会进入到 BLOCKED(阻塞) 状态。
5.线程在执行 Runnable 的run()方法之后将会进入到 TERMINATED(终止) 状态。

线程死锁

线程死锁描述

多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞,因此程序不可能正常终止。

如下图所示,线程 A 持有资源 2,线程 B 持有资源 1,他们同时都想申请对方的资源,所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。
线程 - 图3
产生死锁必须具备以下四个条件:

  1. 互斥条件:该资源任意一个时刻只由一个线程占用。
  2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
  3. 不剥夺条件:线程已获得的资源在未使用完之前不能被其他线程强行剥夺,只有自己使用完毕后才释放资源。
  4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。 ```java public class DeadLockDemo { private static Object resource1 = new Object(); private static Object resource2 = new Object(); public static void main(String[] args) {
    1. new Thread(()->{
    2. synchronized (resource1){
    3. try {
    4. Thread.sleep(1000);
    5. } catch (InterruptedException e) {
    6. e.printStackTrace();
    7. }
    8. synchronized (resource2){
    9. System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
    10. }
    11. }
    12. },"线程一").start();
    13. new Thread(()->{
    14. synchronized (resource2){
    15. try {
    16. Thread.sleep(1000);
    17. } catch (InterruptedException e) {
    18. e.printStackTrace();
    19. }
    20. synchronized (resource1){
    21. System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
    22. }
    23. }
    24. },"线程二").start();
    } }

```

如何预防和避免线程死锁

如何预防死锁, 破坏死锁的产生的必要条件即可:

  1. 破坏请求与保持条件:一次性申请所有的资源。
  2. 破坏不剥夺条件:占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占有的资源。
  3. 破坏循环等待条件:靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。

    sleep() 方法和 wait() 方法区别和共同点?

  • 两者最主要的区别在于:sleep() 方法没有释放锁,而 wait() 方法释放了锁** 。
  • 两者都可以暂停线程的执行。
  • wait() 通常被用于线程间交互/通信,sleep() 通常被用于暂停执行。
  • wait() 方法被调用后,线程不会自动苏醒,需要别的线程调用同一个对象上的 notify() 或者 notifyAll() 方法。sleep() 方法执行完成后,线程会自动苏醒。或者可以使用 wait(long timeout) 超时后线程会自动苏醒。

    为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法,为什么我们不能直接调用 run() 方法?

    这是另一个非常经典的 java 多线程面试问题,而且在面试中会经常被问到。很简单,但是很多人都会答不上来!
    new 一个 Thread,线程进入了新建状态。调用 start()方法,会启动一个线程并使线程进入了就绪状态,当分配到时间片后就可以开始运行了。 start() 会执行线程的相应准备工作,然后自动执行 run() 方法的内容,这是真正的多线程工作。 但是,直接执行 run() 方法,会把 run() 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行,并不会在某个线程中执行它,所以这并不是多线程工作。

总结: 调用 start() 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态,直接执行 run() 方法的话不会以多线程的方式执行。