【JavaEE初阶 — 多线程】Thread类的方法＆线程生命周期

 

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目录

1. start() 

(1) start() 的性质 

(2) start() 和 Thread类 的关系  

2. 终止一个线程 

(1)通过共享的标记结束线程  

1. 通过共享的标记结束线程  

2. 关于 lamda 表达式的“变量捕获”  

(2) 调用interrupt()方法 

1. isInterrupted() 

2. currentThread()  

3. interrupt()  

3. join() 

4. sleep()  

5. Java中线程生命周期的定义 

(1) 线程状态 

(2) 线程状态转移 

(3) 操作系统中线程的生命周期

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1. start() 

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(1) start() 的性质 

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之前我们已经讲过了，如何通过覆写 run() 方法，创建一个线程对象；但线程对象被创建出来，并不意味着线程就开始运行了。

• 覆写 run() 方法是提供给线程要做的事情的指令清单
• 线程对象可以认为是把李四、王五叫过来了
• 而调用 start()方法，就是喊一声:”行动起来!“，线程才真正独立去执行了。

start() 是Java 标准库/JVM 提供的方法，本质上是调用操作系统的API

• 在 idea 中查看 start()  的原码，发现关键部分被关键字 native 修饰；
• 被native这个关键字，修饰的方法，称为本地方法。

补充：

run() 是线程的入口方法，通过 JVM 自行调用，不需要手动调用；start() 是调用操作系统的 API.

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(2) start() 和 Thread类 的关系  

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• 在 Java中，Thread 对象和操作系统中的线程 — — 对应；
• 每个 Thread对象，都只能调用一次 start() 来创建线程；
• 如果想创建多线程，就必须创建新的Thread 对象；

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  答： 他们属于是两个不同的输出流，没办法保证输出的顺序。

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2. 终止一个线程 

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如何终止一个线程：

1. 通过共享的标记来进行沟通
2. 调用interrupt()方法来通知

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(1)通过共享的标记结束线程  

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1. 通过共享的标记结束线程  

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想要终止一个线程，就是让线程中的入口方法return ，进而使得线程终止。

来看如下代码：

该代码的逻辑为：

让  t 线程执行死循环的打印，现在，我们要修改一下这个代码中的循环终止条件，以结束 t 线程.

为了避免编译器优化而出现 bug ，需要用 volatile 关键字修饰 标志位 （成员变量）；

(这个关键字的功能后面介绍)。

程序运行结果： 

打印次数并不重要，重要的是随着 isfinish 被更改，t线程也因此结束。

所以让线程结束的关键，就是让线程中的入口方法 run() 能够被返回。

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2. 关于 lamda 表达式的“变量捕获”  

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在上面的代码中还有一个小细节，我们在while的循环判断条件中，引入了一个变量；

引入的变量，是以成员变量的方式，定义这个变量的。

如果把这个变量定义成局部变量，把 isfinish 放入 main 方法中，是否可以实现刚刚的逻辑呢？

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 我们查看报错原因：

如果对于局部变量 isFinish 不做任何后续修改，那么这个变量是允许被 lamda 捕获的：

补充：

lamda 表达式“变量捕获”的语法，如果针对的对象类型，是引用类型，只要这个引用指向的对象不改变，哪怕这个对象的值被修改，这个引用类型的变量也是允许被 lamda 捕获的。

因为引用类型的局部变量，和引用类型指向的对象本体 的生命周期是不同的；

所以 lamda 的“变量捕获”语法的核心问题，还是成员变量和局部变量的生命周期问题：

对于上图 7 8 点的补充：

• 内部类可以访问外部类的成员，这样的语法不是变量捕获，自然不受到final 或者不能修改变量的限制
• 这里面的差别在于，如果写成局部变量，其生命周期，是跟着当前执行的方法，也就是mian方法走的。
• 就可能会出现，回调函数一执行，发现main方法已经结束；main方法结束，成员变量因此被销毁，所以无法在回调函数中访问到该变量，所以要去拷贝一份
• 但是一拷贝，就会出现，拷贝的新变量，和被拷贝的变量的值，可能会在修改中出现不一致，所以Java才强制限制该变量不能修改
• 而如果是成员变量的话，他的生命周期是让GC来管理的，在lamda中，不用担心访问的变量生命周期失效的问题。对应的，也就不必拷贝，也就不必限制 final 类

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(2) 调用interrupt()方法 

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Java 的 Thread 对象中提供了现成的变量，直接进行判定，不需要自己创建了.

Thread.interrupted() 或者 Thread.currentThread().isInterrupted() 代替自定义标志位；

Thread 内部，包含了一个boolean类型的变量，作为线程是否被中断的标记.

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1. isInterrupted() 

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方法	说明
public boolean isInterrupted()	判断对象关联的线程的标志位是否设置，调用后不清除标志位

isInterrupted() 方法，是用于判断当前调用该方法的线程是否终止，返回值为 true / false；

通过 线程对象引用.isInterrupted()  来代替自定义标志位 isFinished：

报错原因：

• 因为 lamda 表达式的定义虽然写在实例对象 new Thread 之后，但是lamda 的定义顺序在 new Thread 之前；
• 也就是 lamda 的定义顺序 ，先于声明 Thread t 的顺序，导致 lamda 表达式无法识别 t。

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2. currentThread()  

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• currentThread() 的作用：返回当前线程对象的引用

•  

• currentThread() 被 native 修饰 ，是本地方法；
• 同时也被 static 修饰，静态方法的调用不需要实例化对象，只需要通过类名就可以进行调用；
• 所以在哪个线程调用 currentThread() ，获取到的就是哪个线程的 Thread 引用。

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对于下图中的代码，是在 lambda 中 (也就是在 t 线程 的入口方法中) 调用的 currentThread()；
Thread.currentThread() 的返回结果就是t ：

补充：

在while的循环判断条件中，返回的是Thread类的成员；

注意：

String类的成员，不能通过 引用. 成员 这种写法来访问 String类 中的成员 

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同理，currentThread() 在 main 方法中调用；

此时 Thread.currentThread() 返回结果就是 主线程 main

 总结：在哪个线程调用 currentThread() ，获取到的就是哪个线程的 Thread 引用：

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 3. interrupt()  

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方法	说明
public void interrupt()	中断对象关联的线程，如果线程正在阻塞，则以异常方 式通知，否则设置标志位
public static boolean interrupted()	判断当前线程的中断标志位是否设置，调用后清除标志位

interrupt() 方法，除了设置 boolean变量(标志位)之外，还能够唤醒像 sleep 这样的阻塞方法。

 我们来看下面代码的逻辑：

让 t 线程 执行3s 的打印后，main 线程执行 t.interrupt() 终止 t 线程

 执行结果：

 抛出异常的原因：

使用 thread 对象的 interrupted() 方法，通知线程结束，thread 收到通知的方式有两种:

1. 如果线程因为调用 wait / join / sleep 等方法而阻塞挂起，则以 InterruptedException 异常的形式通知，清除中断标志。

• 当出现 InterruptedException 的时候，要不要结束线程取决于catch 中代码的写法.可以选择忽略这个异常,也可以跳出循环结束线程(把 catch 代码块中的抛出异常，直接改成break)；

2. 否则，只是内部的一个中断标志被设置，thread 可以通过

• Thread.interrupted() 判断当前线程的中断标志被设置，清除中断标志；
• Thread.currentThread().isInterrupted() 判断指定线程的中断标志被设置，不清除中断标志；

这种方式通知收到的更及时，即使线程正在sleep 也可以马上收到。

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 第二种终止线程的方法的总结：

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3. join() 

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方法	说明
public void join()	等待线程结束
public void join(long millis)	等待线程结束，最多等 millis 毫秒
public void join(long millis, int nanos)	同理，但可以更高精度

使用方法：

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从最终的执行结果中，三个打印日志的顺序，我们可以得到以上的代码的执行逻辑 ：

1. 让 t1 线程在创建好后，执行其中的 run() 方法；
2. 此时会 先打印第一个日志，然后 t1线程 执行 join() ，表示 t1 要阻塞等待主线程执行完毕，才可以继续执行；
3. 而主线程要执行的，就是休眠 3s 后，打印 主线程结束的日志；
4. 主线程结束后，t1 线程的 join() 执行完毕，打印 t1线程的结束日志

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通过代码逻辑，我们可以明白 join() 的用法 ：

• 如图中的代码，是在 t1 线程中，执行 主线程对象的引用 所调用的 join() 方法，表示让 t1 线程 先等待 主线程 结束，t1 中的 join() 才执行完毕，才可以执行后续 t1 的内容。

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  总结：

• 在 线程A 中，执行 线程B 对象的引用所调用的 join()，表示让 线程A 阻塞等待 线程B执行完毕；
• 如果不给 join() 传参数，则是无止境地等待 线程B 执行直到结束；
• 传参数则 线程A 会阻塞等待 线程B 执行到一定的时间，会恢复两个线程并发执行的状态。

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4. sleep()  

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 sleep() 是我们熟悉的一组方法，有一点要记得：

因为线程的调度是不可控的，所以，这个方法只能保证实际休眠时间是大于等于参数设置的休眠时间的。

方法	说明
public static void sleep(long millis) throws InterruptedException	休眠当前线程 millis 毫秒
public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException	可以更高精度的休眠

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5. Java中线程生命周期的定义 

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(1) 线程状态 

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在Java 中，线程的生命周期可以细化为以下几个状态：

状态	说明
New(初始状态)	线程对象创建后，但未调用start() 方法。
Runnable(可运行状态)	调用start()方法后，线程进入就绪状态，等待CPU 调度。
Blocked(阻塞状态)	线程试图获取一个对象锁而被阻塞。
Waiting(等待状态)	线程进入等待状态，需要被显式唤醒才能继续执行。
Timed Waiting(含等待时间的等待状态)	线程进入等待状态，但指定了等待时间，超时后会被唤醒。
Terminated(终止状态)	线程执行完成或因异常退出

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(2) 线程状态转移 

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(3) 操作系统中线程的生命周期：

• 操作系统中线程的生命周期通常包括以下五个阶段

  状态	说明
  新建(New)	线程对象被创建，但尚未启动。
  就绪(Runnable)	线程被启动，处于可运行状态，等待CPU调度执行。
  运行(Running)	线程获得CPU资源，开始执行run()方法中的代码。
  阻塞(Blocked)	线程因为某些操作(如等待锁、I/O操作)被阻塞，暂时停止执行。
  终止(Terminated)	线程执行完成或因异常退出，生命周期结束。

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