方法一，直接使用 Thread

  1. // 创建线程对象
  2. Thread t = new Thread() {
  3.     public void run() {
  4.     // 要执行的任务
  5.     }
  6. };
  7. // 启动线程
  8. t.start();

例如：

  1.         // 构造方法的参数是给线程指定名字，推荐
  2.         Thread t1 = new Thread("t1") {
  3.             @Override
  4.         // run 方法内实现了要执行的任务
  5.             public void run() {
  6.                 log.debug("hello");
  7.             }
  8.         };
  9.         t1.start();
  10.     }

输出

19:19:00 [t1] c.ThreadStarter - hello

方法二，使用 Runnable 配合 Thread

把【线程】和【任务】（要执行的代码）分开

  • Thread 代表线程
  • Runnable 可运行的任务（线程要执行的代码）
  1. Runnable runnable = new Runnable() {
  2.             public void run(){
  3.         // 要执行的任务
  4.             }
  5.         };
  6.         // 创建线程对象
  7.         Thread t = new Thread( runnable );
  8.         // 启动线程
  9.         t.start();

例如：

  1.         // 创建任务对象
  2.         Runnable task2 = new Runnable() {
  3.             @Override
  4.             public void run() {
  5.                 log.debug("hello");
  6.             }
  7.         };
  8.         // 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
  9.         Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
  10.         t2.start();

输出

19:19:00 [t2] c.ThreadStarter - hello

方法三，FutureTask 配合 Thread

FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数，用来处理有返回结果的情况

  1. // 创建任务对象
  2. FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> {
  3.     log.debug("hello");
  4.     return 100;
  5. });
  6. // 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
  7. new Thread(task3, "t3").start();
  8. // 主线程阻塞，同步等待 task 执行完毕的结果
  9. Integer result = task3.get();
  10. log.debug("结果是:{}", result);

输出

  1. 19:22:27 [t3] c.ThreadStarter - hello
  2. 19:22:27 [main] c.ThreadStarter - 结果是:100

Java 8 以后可以使用 lambda 精简代码

  1.         // 创建任务对象
  2.         Runnable task2 = () -> log.debug("hello");
  3.         // 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
  4.         Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
  5.         t2.start();

原理之 Thread 与 Runnable 的关系

分析 Thread 的源码，理清它与 Runnable 的关系
小结

  • 方法1 是把线程和任务合并在了一起，方法2 是把线程和任务分开了
  • 用 Runnable 更容易与线程池等高级 API 配合
  • 用 Runnable 让任务类脱离了 Thread 继承体系，更灵活

观察多个线程同时运行

主要是理解

  • 交替执行
  • 谁先谁后，不由我们控制

查看进程线程的方法

windows

  • 任务管理器可以查看进程和线程数，也可以用来杀死进程
  • tasklist 查看进程

  • taskkill 杀死进程

    linux

  • ps -fe 查看所有进程

  • ps -fT -p 查看某个进程（PID）的所有线程
  • kill 杀死进程
  • top 按大写 H 切换是否显示线程
  • top -H -p 查看某个进程（PID）的所有线程

Java

  • jps 命令查看所有 Java 进程
  • jstack 查看某个 Java 进程（PID）的所有线程状态
  • jconsole 来查看某个 Java 进程中线程的运行情况（图形界面）

jconsole 远程监控配置

  • 需要以如下方式运行你的 java 类

    1. java -Djava.rmi.server.hostname=`ip地址` -Dcom.sun.management.jmxremote -
    2. Dcom.sun.management.jmxremote.port=`连接端口` -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=是否安全连接 -
    3. Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=是否认证 java类

  • 修改 /etc/hosts 文件将 127.0.0.1 映射至主机名

如果要认证访问，还需要做如下步骤

  • 复制 jmxremote.password 文件
  • 修改 jmxremote.password 和 jmxremote.access 文件的权限为 600 即文件所有者可读写
  • 连接时填入 controlRole（用户名），R&D（密码）

原理之线程运行

栈与栈帧

Java Virtual Machine Stacks （Java 虚拟机栈）
我们都知道 JVM 中由堆、栈、方法区所组成，其中栈内存是给谁用的呢？其实就是线程，每个线程启动后，虚拟
机就会为其分配一块栈内存。

  • 每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
  • 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

线程上下文切换（Thread Context Switch）

因为以下一些原因导致 cpu 不再执行当前的线程，转而执行另一个线程的代码

  • 线程的 cpu 时间片用完
  • 垃圾回收
  • 有更高优先级的线程需要运行
  • 线程自己调用了 sleep、yield、wait、join、park、synchronized、lock 等方法

当 Context Switch 发生时，需要由操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一个线程的状态，Java 中对应的概念
就是程序计数器（Program Counter Register），它的作用是记住下一条 jvm 指令的执行地址，是线程私有的

  • 状态包括程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息，如局部变量、操作数栈、返回地址等
  • Context Switch 频繁发生会影响性能

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

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

    interrupt 方法详解（重点）

    打断 sleep，wait，join 的线程 （当前线程的状态为sleep，wait，join）

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

    打断正常运行的线程

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

打断 park 线程

打断 park 线程, 不会清空打断状态

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

输出

  1. 21:11:52.795 [t1] c.TestInterrupt - park... 
  2. 21:11:53.295 [t1] c.TestInterrupt - unpark... 
  3. 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.     private static void test4() {
  2.         Thread t1 = new Thread(() -> {
  3.             for (int i = 0; i < 5; i++) {
  4.                 log.debug("park...");
  5.                 LockSupport.park();
  6.                 log.debug("打断状态：{}", Thread.currentThread().isInterrupted());
  7.             }
  8.         });
  9.         t1.start();
  10.         sleep(1);
  11.         t1.interrupt();
  12.     }

输出

  1. 21:13:48.783 [Thread-0] c.TestInterrupt - park... 
  2. 21:13:49.809 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true 
  3. 21:13:49.812 [Thread-0] c.TestInterrupt - park... 
  4. 21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true 
  5. 21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park... 
  6. 21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true 
  7. 21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park... 
  8. 21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true 
  9. 21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - park... 
  10. 21:13:49.813 [Thread-0] c.TestInterrupt - 打断状态：true

提示
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. log.debug("开始运行...");
  2. Thread t1 = new Thread(() -> {
  3.    log.debug("开始运行...");
  4.    sleep(2);
  5.    log.debug("运行结束...");
  6. }, "daemon");
  7. // 设置该线程为守护线程
  8. t1.setDaemon(true);
  9. t1.start();
  10. sleep(1);
  11. log.debug("运行结束...");

输出

  1. 08:26:38.123 [main] c.TestDaemon - 开始运行... 
  2. 08:26:38.213 [daemon] c.TestDaemon - 开始运行... 
  3. 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