Inside Java Thread

深入Java 线程

王伟2009-07-30 一、什么是线程

为了清楚什么是线程，先了解一下程序和进程的概念。

程序就是源代码和文档的集合，如果经过编译后，就是目标平台可执行的指令集合。程序是静态的。

相比之下，进程是动态的。操作系统加载可执行程序后，即产生了一系统进程，由操作系统调度管理。现代操作系统都是多任务多用户的，意味着操作系统可以调度许多进程。进程之间亦可以依赖于操作系统进行通信。进程是重量级的，因为进程的调度需要耗费大量的CPU和内存资源。

线程是进程的进一步划分，可以认为一个进程由多个线程按各自的执行路线运行而组成。由于线程共享同一个进程内存空间，线程间通信、调度开销要比进程之间的通信、调度开销要小得多。因此，现在的应用程序往往会采用多线程编程来提高性能。

二、创建Java线程

Java提供了语言级对线程的支持。Java中线程被抽象为对象，线程的创建需要用到Thread类或者Runnable接口。也就是说线程类的编写有两种方式：一种是扩展Thread类；另一种是实现Runnable接口。无论是哪一种方式，线程的执行体都是run方法。

代码Thread_1，采用扩展Thread类的方式定义线程类

测试类：

代码Thread_2，采用实现Runnable接口的方式定义线程类

测试类：

三、Java线程的状态及常用方法

Java线程状态可以用下表描述：

以下是线程状态过渡示意图：

Thread.start( ) 方法通知线程规化器这个线程已准备就绪，并尽快执行线程，即执行线程类的run方法。这意味着编程只能控制线程进入准备运行状态，何时真正运行则由线程规化器决定。

Thread.sleep( ) 方法将当前线程置入睡眠状态，进入睡眠状态的线程可能被其他线程中断而采取某种行为。睡眠线程被中断时，sleep方法抛出一InterruptException异常。

代码Thread_3

测试类：

输出结果：

在主线程（main方法）中，使用t3.interrupt( )中断了正在休眠的线程t3。实际上，Thread.interrupt( ) 方法只是在目标线程中设置了一个标志，表示它已经被中断，并立即返回。上例中，Thread.sleep( ) 方法检测到t3被中断，因此中断t3的休眠状态并抛出InterruptionException。如果在调用sleep()之前线程已经被interrupt ( )方法标志为中断，sleep( ) 会立即抛出InterruptionException异常。

代码Thread_4：

main( ) 方法为主线程，Thread.currentThread( ) 方法能够获得当前线程的引用，即主线程。在主线程休眠之前，主线程被标识为中断，因此sleep( ) 方法立即抛出InterruptionException异常。

再来看一个例子：

测试类代码：

创建了2个线程t1、t2，t1的优先级为最低，而t2则是最高优先级，如果在线程类Thread_5中没有代码：

线程t1，几乎没有机会获得处理器来执行代码，出于等待状态，加上次代码后，如果是t2获得了处理器，执行完输出后，会通过Thread.yeild( ) 方法主动放弃使用处理器的权利，从而使得t1有机会执行。

对于Thread.stop( ) 、Thread.suspend( ) 、Thread.resume( ) 从Java 1.2之后不再赞成使用，这里不予以介绍。

四、线程并发

先看到一个例子：

代码Thread_6:

代码SharedObject：

测试代码：

测试代码输出：

从输出我们首先可以发现，doWork方法被X线程调用的同时也被Y线程调用。其次我们发现输出结果不正确，每个线程对value累加3次，value 最终结果应该是7，而不是6。

Thread.join( ) 方法的作用为等待线程结束，测试代码中，主线程输出value的结果，需要在线程X、Y都结束的情况下输出。

从上例我们可以得出结论，如果存在多线程线程并发的情况，数据很容易出现不一致的情况。Java多线程编程提供了两种机制来解决数据不一致的问题，分别需要使用到关键字volatile和synchronized。