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Java线程方法

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start方法和run方法

$start()$方法用来启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到$cpu$时间片，就开始执行$run()$方法。而直接调用$run()$方法，仅仅只是调用了一个类里的方法，其本质上还是在当前线程中执行的，因此只有使用$start()$方法来调用$run()$方法才能实现真正的多线程。

示例代码

@Slf4j(topic = "c.Test4")
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("running");
            }
        };
        t1.run();
    }
}

上述代码是直接调用的$run()$方法。可以看到打印信息里，是$main$线程执行了这个方法。

@Slf4j(topic = "c.Test4")
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("running");
            }
        };
        t1.start();
    }
}

而如果使用$start()$方法启动，才是真正的由$t1$线程执行的$run$方法。

注意

需要注意的是，当$Thread$对象调用了$start()$方法后，就会进入就绪状态，处于就绪状态时无法再调用$start()$方法，否则就会抛出$IllegalThreadStateException$异常,如下代码所示

@Slf4j(topic = "c.Test4")
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("running");
            }
        };
        t1.start();
        t1.start();
    }
}

异常信息：

sleep方法与yield方法

sleep

@Slf4j(topic = "c.Test5")
public class Test5 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t1.start();
        log.debug("t1 state {}", t1.getState());
        //让主线程休眠500ms
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.debug("t1 state {}", t1.getState());
    }
}
//17:13:21.729 [main] DEBUG c.Test5 - t1 state RUNNABLE
//17:13:22.245 [main] DEBUG c.Test5 - t1 state TIMED_WAITING

上述代码中，首先启动$t1$线程，此时打印线程的状态应该是处于$RUNNABLE$状态，而让主线程休眠是防止主线程先执行打印，但是还未进入到$sleep()$状态。当执行到$run()$里边的$sleep$方法时，线程进入$TIMED WAITING$状态

@Slf4j(topic = "c.Test6")
public class Thread6 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    log.debug("enter sleep");
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    log.debug("wake up");
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("interrupt t1");
        //被唤醒
        t1.interrupt();
    }
}

执行结果

上述代码中，当$start$方法启动后，$t1$线程进入睡眠状态，打印提示信息，睡眠时间为$2s$，在$main$线程中睡眠$1s$后打断$t1$线程的睡眠，提示打断信息，并且调用$interrupt()$方法，此时线程被打断，抛出异常。

$TimeUnit$类中新增了以什么单位去睡眠，可读性更好，但是本质上没区别，只是进行了单位换算

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);//该语句作用是睡眠一秒

yield

调用$yield$会让当前进程从$Running$进入到$Runnable$就绪状态，然后调度执行其他线程具体的实现依赖于操作系统的任务调度器，(即当任务调度器中没有其他任务时，即使让出$cpu$，也会继续执行该线程)$sleep$执行后是进入阻塞状态，此时睡眠时间不结束，就不会分配$cpu$给该线程，但是$yield$是进入就绪状态，即如果没有其他线程需要执行，那么还会给该线程分配时间片，这是$sleep$和$yield$的最大区别线程优先级

线程优先级

会提示调度器优先调度该线程，但它仅仅是一个提示，调度器可以忽略他
如果$cpu$比较忙，那么优先级高的会获得更多的时间片，可$cpu$空闲时，优先级几乎没有

sleep的应用-防止cpu占用100%

在没有利用$cpu$来计算时，不要让$while(true)$空转浪费$cpu$，这时可以可以使用$yield$或者$sleep$来让$cpu$的使用权交给其他程序

while (true) {
    try {
        Thread.sleep(50);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
  }
}

可以使用$wait$或者条件变量达到类似的效果
不同的是后两者都需要加锁，并且需要相应的唤醒操作，一般适用于要进行同步的场景
$sleep$适用于无需锁同步的场景

join方法

以下程序的打印结果：

@Slf4j(topic = "c.Test6")
public class Test6 {
    static int r = 0;
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
    private static void test() {
        log.debug("开始");
        Thread t = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                log.debug("开始");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                log.debug("结束");
                r = 10;
            }
        };
        t.start();
        log.debug("r的值是{}", r);
        log.debug("结束");
    }
}

因为主线程和$t1$线程是并行的，$t1$线程需要$1s$后才能计算出$r$的值，而主线程一开始就要打印出$r$的值，因此打印的值为0

解决方法：

在$t.start();$后边加上$t.join();$即可。$join$的作用是等待某线程运行结束。
以调用方的角度来说，需要等待结果返回才能继续执行就是同步，不需要等待返回结果就能继续执行的就是异步。

因此$join$方法实际上是让其同步执行

有实效的等待

$join(毫秒)$方法里可以有一个参数是传入等待的时间，如果线程执行时间大于等待时间，则等待时间到了之后，就会停止等待。如果线程执行时间小于等待时间，则线程执行完毕之后，等待也会跟着结束。不会把设置的等待时间过完。

interrupt方法

打断$sleep, wait, join$的线程，即打断阻塞状态的线程
打断$sleep$的线程，会清空打断状态

@Slf4j(topic = "c.Test7")
public class Test7 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("sleep...");
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("interrupt");
        t.interrupt();
        log.debug("打断标记: {}", t.isInterrupted());
    }
}

打断正常运行的线程，不会清空打断状态

因此我们可以在线程中判断打断标记，来决定是否被打断，以及执行被打断之前的收尾工作。

@Slf4j(topic = "c.Test8")
public class Test8 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                        log.debug("线程被打断了");
                        break;
                    }
                }
            }
        };
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("interrupt");
        t.interrupt();
    }
}

守护线程

默认情况下，$java$需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其他非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完毕，也会强制结束。

@Slf4j(topic = "c.Test10")
public class Test10 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {

                }
            }
        };
        //设置线程为守护线程
        t.setDaemon(true);
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("主线程结束");
    }
}

如果不把$t$设置为守护线程，则因为线程内部的死循环，导致程序不会结束运行。

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