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【Java】多线程-thread类的常用方法和生命周期【主线学习笔记】

article 2024/10/21 22:57:10

前言

Java是一门功能强大且广泛应用的编程语言，具有跨平台性和高效的执行速度，广受开发者喜爱。在接下来的学习过程中，我将记录学习过程中的基础语法、框架和实践技巧等，分享学习心得，对自己学习过程进行整理和总结，也希望能为其他学习Java的朋友提供一些帮助和参考。

在 Java 中，线程是多线程编程的基本单位，它可以通过两种方式来创建：继承 Thread 类或实现 Runnable 接口。下面我们根据框架详细介绍线程的各个方面。

Thread 类提供了多种构造器来创建线程，最常用的有以下几种：

Thread()：创建一个没有指定目标的线程。线程创建后，必须重写 run() 方法，或者通过 start() 调用继承 Thread 的子类的 run() 方法。
```
Thread thread = new Thread();
```
Thread(Runnable target)：接受一个实现了 Runnable 接口的对象，调用该对象的 run() 方法来执行线程任务。
```
Runnable task = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(task);
```

Thread(String name)：指定线程名称。

Thread thread = new Thread("MyThread");

Thread(Runnable target, String name)：既指定了线程任务（Runnable 对象），又指定了线程名称。
```
Runnable task = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(task, "MyThread");
```

Thread 类提供了许多控制线程的方法，以下是一些常用的线程操作方法：

start()：启动线程。调用该方法后，run() 方法会在线程中执行。
```
thread.start();
```
run()：线程的执行体，必须重写 run() 方法以定义线程的任务。当线程启动后，run() 方法会自动被调用。
current Thread（）：获取当前执行代码对应的线程。
setName(String name)：为线程设置一个名称。
```
thread.current Thread().setName("NewThreadName");
```
getName(String name)：获取线程名称。
sleep()：让当前线程进入休眠状态指定的时间（以毫秒为单位）。sleep() 是静态方法，用于暂停线程的执行。
```
try {
    Thread.sleep(1000);  // 休眠1秒
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
```
yield()：静态方法，让当前执行的线程让出CPU资源，使其他同等优先级的线程可以执行。但这并不意味着当前线程会立刻停止。
```
Thread.yield();
```
join()：等待其他线程完成执行。主线程可以调用某个子线程的 join() 方法，意味着主线程进入阻塞状态，主线程会等待该子线程执行完毕后才继续运行。
interrupt()：中断线程。如果线程处于等待或休眠状态，会抛出 InterruptedException 异常。该方法不会直接终止线程，只是通知线程要中断。
isAlive()：检查线程是否处于活动状态（已启动但尚未终止）。

boolean isActive = thread.isAlive();

thread.setDaemon(true);  // 设置为守护线程

getId()：获取线程的唯一ID。
getState()：获取线程的当前状态（如 NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED）。

Thread.State state = thread.getState();

线程的优先级决定了线程获取 CPU 时间片的可能性，优先级高的线程更有可能先执行，但不能保证绝对顺序。线程优先级是一个整数，范围从 1到10。

默认优先级：线程默认的优先级是 5。可以通过 setPriority() 方法来设置优先级，使用 getPriority() 获取优先级。
```
 thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);  // 设置最高优先级 10
```
优先级范围：
- Thread.MIN_PRIORITY = 1（最低优先级）
- Thread.NORM_PRIORITY = 5（默认优先级）
- Thread.MAX_PRIORITY = 10（最高优先级）
优先级的影响：
虽然高优先级的线程有更大的机会获得 CPU 时间片，但这取决于操作系统的线程调度机制，不能完全依赖优先级来控制执行顺序。

Java 中线程的生命周期可以分为以下几个状态：

NEW（新建）：
- 当线程对象被创建后但还没有调用 start() 方法时，线程处于新建状态。
- 此时线程还没有运行，也没有分配任何系统资源。
```
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
```
RUNNABLE（可运行）：
- 线程已经调用 start() 方法，进入了就绪状态，等待 CPU 调度。
- 线程进入就绪队列，一旦获得 CPU 时间片后就会进入运行状态。
```
thread.start();  // 线程进入RUNNABLE状态
```
BLOCKED（阻塞）：
- 当线程等待进入同步区域（如等待锁定某个对象时），它会进入阻塞状态。
- 一旦获取到资源，线程会重新进入 RUNNABLE 状态。
WAITING（等待）：
- 线程等待其他线程的通知或特定的事件（如调用 Object.wait()、Thread.join() 等方法）时，进入等待状态。
- 该状态下，线程不会消耗 CPU 资源，直到其他线程通过 notify() 或 notifyAll() 解除等待。
TIMED_WAITING（计时等待）：
- 线程进入一种有时间限制的等待状态，比如调用 Thread.sleep() 或带超时时间的 Object.wait(long timeout)。
- 到期后线程会自动从这个状态回到 RUNNABLE。
TERMINATED（终止）：
- 线程执行完成或由于异常退出后，会进入终止状态。
- 线程在此状态下无法再次启动。
```
thread.join();  // 线程终止，进入TERMINATED状态
```