持续创作，加速成长！这是我参与「掘金日新计划 · 6 月更文挑战」的第3天，点击查看活动详情

二、Java 线程

2.1、创建和运行线程

2.1.1、直接使用 Thread

// 创建线程对象
Thread t = new Thread() {
    public void run() {
    // 要执行的任务
    }
};
// 启动线程
t.start();

// 构造方法的参数是给线程指定名字，推荐
    Thread t1 = new Thread("t1") {
    @Override
    // run 方法内实现了要执行的任务
    public void run() {
        log.debug("hello");
    }
};
t1.start();

2.1.2、使用 Runnable 配合 Thread

这种方法和上一种的区别就是把线程和任务（要执行的代码）分开，不是杂糅在一起。

Thread代表线程。
Runnable代表可运行的任务（线程要执行的代码）。

    Runnable runnable = new Runnable() {
    public void run(){
        // 要执行的任务
    }
};
    // 创建线程对象
    Thread t = new Thread( runnable );
    // 启动线程
    t.start();

    // 创建任务对象
    Runnable task2 = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        log.debug("hello");
    }
};
    // 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
    Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
    t2.start();

使用了Java8的lambda表达式可以简化很多的代码。

// 创建任务对象
Runnable task2 = () -> log.debug("hello");
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
t2.start();

2.1.3、 Thread与 Runnable的关系

用Runnable更容易与线程池等高级API配合。
用Runnable让任务类脱离了Thread继承体系，更灵活。

2.1.4、FutureTask 配合 Thread

如果我们需要拿到返回值的话，就需要使用FutureTask配合Thread。

// 创建任务对象
FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> {
    log.debug("hello");
    return 100;
});
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
new Thread(task3, "t3").start();
// 主线程阻塞，同步等待 task 执行完毕的结果
Integer result = task3.get();
log.debug("结果是:{}", result);

2.2、查看进程线程的方法

2.2.1、Windows

任务管理器可以查看进程和线程数，也可以用来杀死进程，我们可以使用两个命令来查看或者杀死进程：

tasklist：查看进程。
taskkill：杀死进程。

2.2.2、linux

ps -fe：查看所有进程。
ps -fT -p \<PID> ：查看某个进程（PID）的所有线程。
kill：杀死进程。
top ：按大写 H 切换是否显示线程。
top -H -p <PID>：查看某个进程（PID）的所有线程。

2.2.3、Java

我们可以使用java自带的命令去查看Java进程相关的信息。如果在Linux中安装了JDK的话也是可以使用的。

jps：命令查看所有Java 进程。
jstack<PID>：查看某个Java 进程（PID）的所有线程状态。
jconsole：来查看某个Java 进程中线程的运行情况（图形界面）。

2.3、线程运行原理

2.3.1、栈与栈桢

JVM 中由堆、栈、方法区所组成，其中的栈就是给线程使用的，每个线程启动后，虚拟机就会为其分配一块栈内存。

每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存，每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法。

当每个方法执行完毕的时候，栈桢会被释放。每个线程之间的栈内存是相互独立的，互不干扰，每个线程有自己的栈内存。

2.3.2、线程上下文切换

CPU不再执行当前线程转而去执行另一个线程的代码，大致有以下几种情况：

线程的 cpu 时间片用完。
垃圾回收。
有更高优先级的线程需要运行。
线程自己调用了 sleep、yield、wait、join、park、synchronized、lock 等方法。

当上下文切换发生的时候，需要由操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一个线程的状态，Java 中对应的概念就是程序计数器，它的作用是记住下一条jvm指令的执行地址，比如说我执行到了第八行代码的时候发生了上下文切换，时间片就轮给了其他线程，如果这个时候不记住我在第几行的时候让出了时间片，那么在下一次拿到时间片的时候就不知道该从哪行代码开始执行。他不仅仅记录执行代码地址，还会记录一些其他信息，便于下次恢复，如局部变量、操作数栈、返回地址等信息。

程序计数器是线程私有的。如果频繁发生线程上下文切换会耗费性能。所以线程数不是越多越好，因为如果你的线程数超过了你的CPU的核心数，那么线程之间会频繁发生上下文切换。

2.4、常见方法

多线程的常见方法大致有以下几个。

方法名	功能说明	备注
start()	启动一个新线程，在新的线程运行 run 方法中的代码	start 方法只是让线程进入就绪，里面代码不一定立刻运行（CPU 的时间片还没分给它）。每个线程对象的start方法只能调用一次，如果调用了多次会出现`IllegalThreadStateException`错误。
run()	新线程启动后会调用的方法	如果在构造Thread对象时传递了 Runnable参数，则线程启动后会调用 Runnable 中的run方法，否则默认不执行任何操作。但可以创建 Thread 的子类对象，来覆盖默认行为
join()	等待线程运行结束
join(long n)	等待线程运行结束,最多等待 n毫秒
getId()	获取线程长整型id	id是唯一的。
getName()	获取线程名
setName(String)	修改线程名
getPriority()	获取线程优先级	这个方法一般很少用，因为没啥卵用。
setPriority(int)	修改线程的优先级	java中规定线程优先级是1~10 的整数，较大的优先级能提高该线程被 CPU 调度的机率
getState()	获取线程状态	Java 中线程状态是用 6 个 enum 表示，分别为：`NEW`, `RUNNABLE`, `BLOCKED`, `WAITING`,`TIMED_WAITING`, `TERMINATED`
isInterrupted()	判断是否被打断
isAlive()	线程是否存活	存活的意思指的是线程还没有运行完毕。
interrupt()	打断线程
interrupted()	判断当前线程是否被打断
currentThread()	获取当前正在执行的线程
sleep(long n)	让当前执行的线程休眠n毫秒，休眠时让出 cpu的时间片给其它线程
yield()	提示线程调度器让出当前线程对CPU的使用	这个方法主要用于日常测试和调试学习。

2.5、start 与 run

2.5.1、start

调用start()方法来启动线程，才真正实现了多线程的运行，这时无需等待run()方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码。通过Thread类的start()方法来启动一个线程，其实的线程就处于可运行的状态。

package cn.linstudy.JUC;


import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * @Author: lin
 * @date 2022/5/25
 * @Description run方法和start方法
 */
@Slf4j
public class RunAndStart {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RunAndStart.class);

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                logger.info(Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        t1.start();
        logger.info("do other things ...");
    }
}
other things ...");
    }
}

你重复多几次可以发现每次执行的不太一样，这就说明是start()方法开启了多线程。在调用start()方法以后，由于没有马上得到CPU时间片轮转，并不会马上执行，会被放到等待队列中，等待CPU调度，此时线程状态是可执行状态。当得到时间片的宠幸的时候，线程Thread会调用run()方法。

2.5.3、run

run()方法其实本质上和普通的方法没什么区别，程序还是按照原来的顺序去执行，如果直接使用run()方法，就不会开启多线程的模式，只是普通调用一个方法而已。

package cn.linstudy.JUC;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
/**
 * @Author: lin
 * @date 2022/5/25
 * @Description run方法和start方法
 */
@Slf4j
public class RunAndStart {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RunAndStart.class);

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                logger.info(Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        t1.run();
        logger.info("do other things ...");
    }
}

无论你执行多少次，我们都可以发现，执行顺序是不变的。

2.5.4、总结

直接调用 run 是在主线程中执行了 run()方法，没有启动新的线程。
使用 start 是启动新的线程，通过新的线程间接执行run()方法中的代码

2.6、sleep和yield

2.6.1、sleep

sleep()方法属于Thread类，如果执行了sleep()方法会导致程序暂停执行指定的时间，在这期间他会让出CPU的时间片，CPU会去执行其他线程，但是CPU对于他的监控是依然保持着，当指定的时间一过，会恢复自动运行状态。

需要注意的是，在调用sleep()方法期间，线程不会释放对象锁。

package cn.linstudy.JUC;

/**
 * @Author: lin
 * @date 2022/5/26
 * @Description sleep()方法和yield方法测试类
 */
public class SleepAndYield {


    public static void sleepMethod(){
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);

            // 睡眠1秒
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

        public static void main(String[] args) {
            sleepMethod();
        }
    }

2.6.2 、yield

yield()方法是Thread类里面的方法，当一个线程使用了这个方法之后，它就会把自己CPU执行的时间让掉，让自己或者其它的线程运行，注意是让自己或者其他线程运行，并不是单纯的让给其他线程。

package cn.linstudy.JUC;

/**
 * @Author: lin
 * @date 2022/5/26
 * @Description sleep()方法和yield方法测试类
 */
public class SleepAndYield {

    public static void yieldMethod(){
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);
            Thread.yield();
        }
    }

        public static void main(String[] args) {
            yieldMethod();
        }
    }

2.7、join

谁调用了join()方法，就让调用这个方法的线程进入阻塞状态，只有当我执行完毕了以后再继续往下执行。

package cn.linstudy.JUC;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import static java.lang.Thread.sleep;

/**
 * @Author: lin
 * @date 2022/5/27
 * @Description join方法测试类
 */
public class Join {

    public static void JoinMethod(){
        AtomicInteger r = new AtomicInteger();
        System.out.println("开始");
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println("开始");
            try {
                sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println("结束");
            r.set(10);
        });
        t1.start();
        System.out.println("结果为:{}"+r);
        System.out.println("结束");
    }
}

2.8、黑榜方法（不推荐）

虽然说多线程的方法挺多挺好用的，但是有几个方法是真的不推荐，容易造成项目问题。

方法名	是否static	功能说明
stop()	否	停止线程运行
suspend()	否	挂起（暂停）当前线程运行
resume()	否	恢复线程运行

千万别说你懂JUC2️⃣