重拾 Java 高并发编程：线程

Zhongger
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前言

虽然我工作中主要是编写 Go 语言，但是对于 Java 高并发相关的知识点，我还是时不时会温故下。今天，就一起来从 Java 的线程开始，对高并发编程有更加深刻的认识吧。

什么是线程？

在操作系统中，线程是能够独立运行的基本单位，也是CPU调度的基本单位。线程拥有一些在运行时需要用到的系统资源，例如程序计数器，寄存器和栈等。一个进程中会包含多个线程，而所有线程可以共享进程中的所有资源。

在 Java 中，实现线程的方式分为三种

  • 继承Thread类
  • 实现Runnable接口
  • 实现Callable接口

我们一起看看代码。

继承 Thread 类

这种实现方式在我们日常开发中使用是比较常见的，简单来说就是定义一个继承 Thread 的类，并重写其 run() 方法：

public class ThreadLearning extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 业务逻辑
    }
}

实现 Runnable 接口

这种实现方式在我们日常开发中也经常用到，它需要实现 Runnable 接口中的 run() 方法，跟继承 Thread 类差别不大：

public class RunnableLearning implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        // 业务逻辑
    }
}

实现 Callable 接口

上述两种实现方式有一定的局限性，我们看到 run() 方法的返回值都是 void，如果我们需要获取到线程执行时的返回值，那么我们就可以用实现 Callable 接口的方式来创建一个线程，并实现其中的 call() 方法：

public class CallableLearning implements Callable<String> {

    @Override
    public String call() throws Exception {
        // 业务逻辑
        return "业务逻辑返回值";
    }
}

Callable 是一个泛型接口，线程的返回值类型是什么，那么 call() 方法的返回值就是什么。

线程的生命周期

一个线程的命周期需要经历多种不同的状态，从网上找到一张图，很好地概括了线程从创建到消亡的各个状态之间的变换：

image.png

如图所示，线程的各个状态为：

  • New：线程刚刚被初始化，但是还未调用 Tread.start() 方法

  • Runnable：线程调用了 start() 方法，进入可运行状态：

    • Running：操作系统给线程分配了资源，开始调度线程，线程进入运行状态
    • Ready：操作系统执行 yeild()，线程又由运行状态变为就绪状态

  • Blocked：线程未获取到锁，进入阻塞状态，直到其他线程释放锁

  • Waiting：等待状态，线程需要等待其他线程通知

  • Time Waiting：超时等待状态，线程等到一定的超时时间就会自行进入其他状态

  • Terminated：线程执行完毕，进入终止状态。

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