多线程——Thread 类的基本用法

线程Tread类介绍：

  我们知道，线程是操作系统提供的概念，操作系统一般会提供一些api（Application Programming Interface）来给程序员进行有关线程的操作，每个操作系统提供的线程api都不一样。为了解决统一性的问题，java中就独立封装一个Thread类，以便与程序员可以直接使用这个类来操作线程。

  Thread类是Java多线程编程的核心类，位于java.lang包中。‌ Thread类与Runnable接口一起，为Java程序提供了创建和管理线程的能力。线程是程序中独立执行的路径，允许程序同时执行多个任务，从而提高程序性能‌。

  线程从创建到消亡会经历不同的状态，包括创建、就绪、运行、阻塞、主动睡眠、等待唤醒和消亡。线程的上下文切换在多核处理器系统中提高了程序的并行执行效率‌。

由图可知，Thread类是实现Runnable接口的，而Runnable接口里有一个抽象方法run。可以理解为Runnable是一个任务，Thread类的构造方法中也可以直接传一个Runnable类型的参数进去实现线程的run方法，启动线程是直接执行run方法。

以下是Thread类的构造方法和run方法的介绍：

以下是Thread类的几个常见属性

1.ID是线程的唯一标识，不同线程不会重复

2.名称是其他的调试工具用到

3.状态表示当前线程处在什么样的情况如：就绪、运行、阻塞、主动睡眠、等待唤醒和消亡等情况

4.优先级高的理论上容易先被调度到

5.JVM会在一个进程的所有非后台线程结束之后，才会结束运行，后台线程的提前结束不影响。

6.我们自行创建的线程一般都是前台线程，我们可以自行修改为后台线程，调用setDaemon（）方法，参数为true，则设置为后台线程

7.是否存活简单说明就是run方法是否执行结束了

线程创建

在线程main中，创建的线程是和main是并发执行的，由于调度问题执行顺序也会有所差异。

我们通过线程调用start方法来启动线程：

线程名.start（）；

（这才是真正的创建线程，JVM会调用操作系统的API来完成线程的创建，同时会执行线程的入口方法run，线程创建好后自动去调用）

创建线程有许多种方法，以下我们就介绍五种方法：

1.继承 Thread, 重写 run

创建MyTread类的实例

调用start方法启动线程

2.实现 Runnable, 重写 run

传参一个Runnable类

3.继承 Thread, 重写 run, 使用匿名内部类

4.实现 Runnable, 重写 run, 使用匿名内部类

5.使用 lambda 表达式

一起启动上述代码的五个线程，包括main线程，可以看到下图，都是并发执行：

线程中断

我们前面已经介绍了启动线程，现在讲解一下线程的终断：

所谓线程的中断，并不是单纯的中途暂停，而是彻底终止。

我们先来看个俩个例子：

1.将使用改变变量（标志位）的方式结束线程：

定义俩个线程：

先在外层定义一个全局变量（标志位），然后在t2线程通过修改标志位的方式终止t1线程。

可以看到，我们成功终止掉了t1线程，但是这里有个问题：

能否使用局部变量呢？

如图所示，我们要是将标志位改成局部变量的话，这里会有个报错信息。

我们要先了解到，lambda表达式可以当做一个回调函数，一般的执行时机是在很久之后（当操作系统真正创建线程之后，才会执行），可能线程创建完，main线程就已经结束了，对应的局部变量就已经销毁了。

为了解决这样的问题，所以java中涉及到一个“变量捕获”的操作，就是把被捕获的变量拷贝一份给lambda表达式中，无论外面的变量是否销毁，lambda都能正常使用。

但是有个前提，被捕获的变量，这个变量要不然就是被final所修饰，要不然就是在使用前确保不被修改，若是像如图的t2线程里一样修改了，会导致拷贝前和拷贝后的变量数值不一致，从而出现问题，若是像t1一样没有修改，虽然说成员变量已经销毁，但是只要lambda表达式没有被执行，或者没有被GC垃圾回收，这些变量会继续存在

这是使用局部变量所需要注意的问题，我们可以使用volatile这个关键字修饰局部变量，使这个共享变量具有可见性，保证修改的值会立刻更新到主内存中（这个后续在解决线程安全问题会提到）。

我们之前使用的成员变量作为标志位的方法，这个就不会涉及到“变量捕获”，而是内部类访问外部类的成员，lambda本质上是一个函数式接口，可以当成内部类，内部类可以直接访问外部类的成员变量，不用局限于final。

2.使用Thread类自带的功能代替标志位

我们先来看看常见的几种中断线程的方法

interrupted是静态方法，由类名直接调用即可，而isInterrupted是类方法，需要获取当前的对象再进行调用（获取当前对象方法：Thread.currentThread（））

但是当我们运行起来又会发现一个问题：

在这里我们发现sleep抛出了一个异常，表示sleep被异常唤醒了。

原因是因为在t1循环中大部分时间都在sleep休眠状态，此时我们突然调用了interrupt方法终止了t1线程，t1线程被异常唤醒终止导致了sleep抛出了异常。

在catch中我们做的只是向更高一级抛出异常，最终会使JVM发现异常从而报错。

如果我们在catch这里什么都不做呢？

可以看到当我们终止了线程之后t2线程结束，但是t1线程好像不听使唤还在继续运行。

这是因为调用interrupt后标志位被设置成了true，但是会导致sleep提前唤醒，sleep提前唤醒之后导致线程继续执行就把标志位设回了false，下次判断就依旧继续执行。

要想解决上述问题，我们可以处理一下sleep的异常，就是跳出循环：

可以看到，sleep的异常问题就算是解决了。

线程等待

在多线程中，我们可能需要等待另外一个线程完成工作以后才继续执行当前线程，因此我们需要一个方法来完成这样的工作。

t.join（）；（在当前线程等待一个t线程）

示例：让main线程等待t1线程

可以看到，待t1线程执行完才结束main线程，其他带参数版本也是如此，若是怕等待时间过长可以设计最大等待时间。

线程休眠

获取线程引用

public staticThread currentThread（）；返回当前线程对象引用

例：

这里的Thread可以看做和this一样的用法，代表当前的引用对象