java 并发线程应用

java 并发线程相关

线程状态

• 新建(NEW): 创建后尚未启动。
• 可运行(RUNABLE): 正在 Java 虚拟机中运行。但是在操作系统层面，它可能处于运行状态，也可能等待资源调度(例如处理器资源)，资源调度完成就进入运行状态。所以该状态的可运行是指可以被运行，具体有没有运行要看底层操作系统的资源调度。
• 阻塞(BLOCKED): 请求获取 monitor lock 从而进入 synchronized 函数或者代码块，但是其它线程已经占用了该 monitor lock，所以出于阻塞状态。要结束该状态进入从而 RUNABLE 需要其他线程释放 monitor lock。
• 无限期等待(WAITING): 等待其它线程显式地唤醒。
  • 阻塞和等待的区别在于，阻塞是被动的，它是在等待获取 monitor lock。而等待是主动的，通过调用 Object.wait() 等方法进入。

进入方法	退出方法
没有设置 Timeout 参数的 Object.wait() 方法	Object.notify() / Object.notifyAll()
没有设置 Timeout 参数的 Thread.join() 方法	被调用的线程执行完毕
LockSupport.park() 方法	LockSupport.unpark(Thread)

• 限期等待(TIMED_WAITING): 无需等待其它线程显式地唤醒，在一定时间之后会被系统自动唤醒。
  • 调用 Thread.sleep() 方法使线程进入限期等待状态时，常常用“使一个线程睡眠”进行描述。调用 Object.wait() 方法使线程进入限期等待或者无限期等待时，常常用“挂起一个线程”进行描述。睡眠和挂起是用来描述行为，而阻塞和等待用来描述状态。

进入方法	退出方法
Thread.sleep() 方法	时间结束
设置了 Timeout 参数的 Object.wait() 方法	时间结束 / Object.notify() / Object.notifyAll()
设置了 Timeout 参数的 Thread.join() 方法	时间结束 / 被调用的线程执行完毕
LockSupport.parkNanos() 方法	LockSupport.unpark(Thread)
LockSupport.parkUntil() 方法	LockSupport.unpark(Thread)

• 死亡(TERMINATED): 可以是线程结束任务之后自己结束，或者产生了异常而结束。

线程方法与状态切换

sleep 导致当前线程休眠，与 wait 方法不同的是 sleep 不会释放当前占有的锁,sleep(long)会导致线程进入 TIMED-WATING 状态，而 wait()方法会导致当前线程进入 WATING 状态

wait 方法，主动让出锁。

1. 不带时间常数的wait 方法进入WAITING状态。
2. 带时间常数的wait 进入TIME-WAITING状态。

yield 方法，线程让步。 yield 会使当前线程让出 CPU 执行时间片，与其他线程一起重新竞争 CPU 时间片。一般情况下，优先级高的线程有更大的可能性成功竞争得到 CPU 时间片

join方法，当前线程转为阻塞状态，等到另一个线程结束，当前线程再由阻塞状态变为就绪状态，等待 cpu 的宠幸。

join方法可用于多线程的协作，如主子线程的协作，主线程等待子线程完成任务。
join 方法的状态转换与wait方法相同，带时间的进入TIME-WAITING状态，不带时间的进入WAITING状态。

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程运行开始!");
Thread6 thread1 = new Thread6();
thread1.setName("线程 B");
thread1.join();
System.out.println("这时 thread1 执行完毕之后才能执行主线程");

创建一个线程的开销

JVM 在背后帮我们做了哪些事情:

1. 它为一个线程栈分配内存，该栈为每个线程方法调用保存一个栈帧
2. 每一栈帧由一个局部变量数组、返回值、操作数堆栈和常量池组成
3. 一些支持本机方法的 jvm 也会分配一个本机堆栈
4. 每个线程获得一个程序计数器，告诉它当前处理器执行的指令是什么
5. 系统创建一个与Java线程对应的本机线程
6. 将与线程相关的描述符添加到JVM内部数据结构中
7. 线程共享堆和方法区域

用数据来说明创建一个线程(即便不干什么)需要多大空间呢？
答案是大约 1M 左右。java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:NativeMemoryTracking=summary -XX:+PrintNMTStatistics -version
用 Java8 的测试结果，19个线程，预留和提交的大概都是19000+KB，平均每个线程大概需要 1M 左右的大小

创建线程的方式

• callable 接口继承: 可以获取线程的返回值。