Java 并发：学习Thread 类
- 2019 年 10 月 3 日
- 筆記
Java 中 Thread类 的各种操作与线程的生命周期密不可分，了解线程的生命周期有助于对Thread类中的各方法的理解。一般来说，线程从最初的创建到最终的消亡，要经历创建、就绪、运行、阻塞 和 消亡 五个状态（想要了解线程进程的关系可以参考《Java并发背景》）。在线程的生命周期中，上下文切换通过存储和恢复CPU状态使得其能够从中断点恢复执行。结合 线程生命周期，本文最后详细介绍了 Thread 各常用 API。特别地，在介绍会导致线程进入Waiting状态(包括Timed Waiting状态)的相关API时，在这里特别关注两个问题：
-
客户端调用该API后，是否会释放锁(如果此时拥有锁的话)；
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客户端调用该API后，是否会交出CPU(一般情况下，线程进入Waiting状态(包括Timed Waiting状态)时都会交出CPU)；
一. 线程的生命周期
Java 中 Thread类 的具体操作与线程的生命周期密不可分，了解线程的生命周期有助于对Thread类中的各方法的理解。
在 Java虚拟机 中，线程从最初的创建到最终的消亡，要经历若干个状态：创建(new)、就绪(runnable/start)、运行(running)、阻塞(blocked)、等待(waiting)、时间等待(time waiting) 和 消亡(dead/terminated)。
当我们需要线程来执行某个子任务时，就必须先创建一个线程。但是线程创建之后，不会立即进入就绪状态，因为线程的运行需要一些条件（比如程序计数器、Java栈、本地方法栈等），只有线程运行需要的所有条件满足了，才进入就绪状态。当线程进入就绪状态后，不代表立刻就能获取CPU执行时间，也许此时CPU正在执行其他的事情，因此它要等待。当得到CPU执行时间之后，线程便真正进入运行状态。线程在运行状态过程中，可能有多个原因导致当前线程不继续运行下去，比如用户主动让线程睡眠（睡眠一定的时间之后再重新执行）、用户主动让线程等待，或者被同步块阻塞，此时就对应着多个状态：time waiting（睡眠或等待一定的时间）、waiting（等待被唤醒）、blocked（阻塞）。当由于突然中断或者子任务执行完毕，线程就会被消亡。
实际上，Java只定义了六种线程状态，分别是 New, Runnable, Waiting，Timed Waiting、Blocked 和 Terminated。为形象表达线程从创建到消亡之间的状态，下图将Runnable状态分成两种状态：正在运行状态和就绪状态.
二. 上下文切换
以单核CPU为例，CPU在一个时刻只能运行一个线程。CPU在运行一个线程的过程中，转而去运行另外一个线程，这个叫做线程 上下文切换（对于进程也是类似）。
由于可能当前线程的任务并没有执行完毕，所以在切换时需要保存线程的运行状态，以便下次重新切换回来时能够紧接着之前的状态继续运行。举个简单的例子：比如，一个线程A正在读取一个文件的内容，正读到文件的一半，此时需要暂停线程A，转去执行线程B，当再次切换回来执行线程A的时候，我们不希望线程A又从文件的开头来读取。
因此需要记录线程A的运行状态，那么会记录哪些数据呢？因为下次恢复时需要知道在这之前当前线程已经执行到哪条指令了，所以需要记录程序计数器的值，另外比如说线程正在进行某个计算的时候被挂起了，那么下次继续执行的时候需要知道之前挂起时变量的值时多少，因此需要记录CPU寄存器的状态。所以，一般来说，线程上下文切换过程中会记录程序计数器、CPU寄存器状态等数据。
实质上， 线程的上下文切换就是存储和恢复CPU状态的过程，它使得线程执行能够从中断点恢复执行，这正是有程序计数器所支持的。
虽然多线程可以使得任务执行的效率得到提升，但是由于在线程切换时同样会带来一定的开销代价，并且多个线程会导致系统资源占用的增加，所以在进行多线程编程时要注意这些因素。
三. 线程的创建
在 Java 中，创建线程去执行子任务一般有两种方式：继承 Thread 类和实现 Runnable 接口。其中，Thread 类本身就实现了 Runnable 接口，而使用继承 Thread 类的方式创建线程的最大局限就是不支持多继承。特别需要注意两点，
- 实现多线程必须重写run()方法，即在run()方法中定义需要执行的任务;
- run()方法不需要用户来调用。
代码:
public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { //使用继承Thread类的方式创建线程 new Thread(){ @Override public void run() { System.out.println("Thread"); } }.start(); //使用实现Runnable接口的方式创建线程 Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("Runnable"); } }); thread.start(); //JVM 创建的主线程 main System.out.println("main"); } } /* Output: (代码的运行结果与代码的执行顺序或调用顺序无关) Thread main Runnable */
创建好自己的线程类之后，就可以创建线程对象了，然后通过start()方法去启动线程。注意，run() 方法中只是定义需要执行的任务，并且其不需要用户来调用。当通过start()方法启动一个线程之后，若线程获得了CPU执行时间，便进入run()方法体去执行具体的任务。如果用户直接调用run()方法，即相当于在主线程中执行run()方法，跟普通的方法调用没有任何区别，此时并不会创建一个新的线程来执行定义的任务。实际上，start()方法的作用是通知 “线程规划器” 该线程已经准备就绪，以便让系统安排一个时间来调用其 run()方法，也就是使线程得到运行。Thread 类中的 run() 方法定义为：
/* What will be run. */ private Runnable target; // 类 Thread 的成员 /** * If this thread was constructed using a separate <code>Runnable</code> run object, * then that <code>Runnable</code> object's <code>run</code> method is called; otherwise, * this method does nothing and returns. * * Subclasses of <code>Thread</code> should override this method. * */ public void run() { if (target != null) { target.run(); } }
四. Thread 类详解
Thread 类实现了 Runnable 接口，在 Thread 类中，有一些比较关键的属性，比如name是表示Thread的名字，可以通过Thread类的构造器中的参数来指定线程名字，priority表示线程的优先级（最大值为10，最小值为1，默认值为5），daemon表示线程是否是守护线程，target表示要执行的任务。
(只截取前部分Thread类)
public class Thread implements Runnable { /* Make sure registerNatives is the first thing <clinit> does. */ private static native void registerNatives(); static { registerNatives(); } private volatile String name; private int priority; private Thread threadQ; private long eetop; /* Whether or not to single_step this thread. */ private boolean single_step; /* Whether or not the thread is a daemon thread. */ private boolean daemon = false; /* JVM state */ private boolean stillborn = false; /* What will be run. */ private Runnable target; /* The group of this thread */ private ThreadGroup group; /* The context ClassLoader for this thread */ private ClassLoader contextClassLoader;
1、与线程运行状态有关的方法
1) start 方法
start() 用来启动一个线程，当调用该方法后，相应线程就会进入就绪状态，该线程中的run()方法会在某个时机被调用。
2）run 方法
run()方法是不需要用户来调用的。当通过start()方法启动一个线程之后，一旦线程获得了CPU执行时间，便进入run()方法体去执行具体的任务。注意，创建线程时必须重写run()方法，以定义具体要执行的任务。
/** * If this thread was constructed using a separate * <code>Runnable</code> run object, then that * <code>Runnable</code> object's <code>run</code> method is called; * otherwise, this method does nothing and returns. * <p> * Subclasses of <code>Thread</code> should override this method.该方法需要重写 * * @see #start() * @see #stop() * @see #Thread(ThreadGroup, Runnable, String) */ @Override public void run() { if (target != null) { target.run(); } }
上诉代码时Thread类中的run()方法的默认实现,其中target是Thread类的成员对象,是Runnable类型,通过Thread的构造函数进行赋值,实例化.
一般来说，有两种方式可以达到重写run()方法的效果：
-
直接重写：直接继承Thread类并重写run()方法；
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间接重写：通过Thread构造函数传入Runnable对象 (注意，实际上重写的是 Runnable对象 的run() 方法)。
3）sleep 方法
方法 sleep() 的作用是在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程（即 currentThread() 方法所返回的线程）睡眠，并交出 CPU 让其去执行其他的任务。当线程睡眠时间满后，不一定会立即得到执行，因为此时 CPU 可能正在执行其他的任务。所以说，调用sleep方法相当于让线程进入阻塞状态。该方法有如下两条特征：
- 如果调用了sleep方法，必须捕获InterruptedException异常或者将该异常向上层抛出；
- sleep方法不会释放锁，也就是说如果当前线程持有对某个对象的锁，则即使调用sleep方法，其他线程也无法访问这个对象。
/** * Causes the currently executing thread to sleep (temporarily cease * execution) for the specified number of milliseconds, subject to * the precision and accuracy of system timers and schedulers. The thread * does not lose ownership of any monitors. * * @param millis * the length of time to sleep in milliseconds * * @throws IllegalArgumentException * if the value of {@code millis} is negative * * @throws InterruptedException * if any thread has interrupted the current thread. The * <i>interrupted status</i> of the current thread is * cleared when this exception is thrown. */ public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;
4）yield 方法
调用 yield()方法会让当前线程交出CPU资源，让CPU去执行其他的线程。但是，yield()不能控制具体的交出CPU的时间。需要注意的是，
- yield()方法只能让 拥有相同优先级的线程 有获取 CPU 执行时间的机会；
- 调用yield()方法并不会让线程进入阻塞状态，而是让线程重回就绪状态，它只需要等待重新得到 CPU 的执行；
- 它同样不会释放锁。
/** * A hint to the scheduler that the current thread is willing to yield * its current use of a processor. The scheduler is free to ignore this * hint. * * <p> Yield is a heuristic attempt to improve relative progression * between threads that would otherwise over-utilise a CPU. Its use * should be combined with detailed profiling and benchmarking to * ensure that it actually has the desired effect. * * <p> It is rarely appropriate to use this method. It may be useful * for debugging or testing purposes, where it may help to reproduce * bugs due to race conditions. It may also be useful when designing * concurrency control constructs such as the ones in the * {@link java.util.concurrent.locks} package. */ public static native void yield();
代码演示:
public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { long beginTime = System.currentTimeMillis(); int count = 0; for (int i = 0; i < 50000; i++) { Thread.yield(); // 将该语句注释后，执行会变快 count = count + (i + 1); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("用时：" + (endTime - beginTime) + "毫秒！"); } public static void main(String[] args) { MyThread thread = new MyThread(); thread.start(); } }
5）join 方法
假如在main线程中调用thread.join方法，则main线程会等待thread线程执行完毕或者等待一定的时间。详细地，如果调用的是无参join方法，则等待thread执行完毕；如果调用的是指定了时间参数的join方法，则等待一定的时间。join()方法有三个重载版本：
public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {...} public final synchronized void join(long millis, int nanos) throws InterruptedException {...} public final void join() throws InterruptedException {...}
以 join(long millis) 方法为例，其内部调用了Object的wait()方法，如下代码:
public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException { long base = System.currentTimeMillis(); long now = 0; if (millis < 0) { throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative"); } if (millis == 0) { while (isAlive()) { wait(0); } } else { while (isAlive()) { long delay = millis - now; if (delay <= 0) { break; } wait(delay); now = System.currentTimeMillis() - base; } } }
根据以上源代码可以看出，join()方法是通过wait()方法 (Object 提供的方法) 实现的。当 millis == 0 时，会进入 while(isAlive()) 循环，并且只要子线程是活的，宿主线程就不停的等待。 wait(0) 的作用是让当前线程(宿主线程)等待，而这里的当前线程是指 Thread.currentThread() 所返回的线程。所以，虽然是子线程对象(锁)调用wait()方法，但是阻塞的是宿主线程。
看下面的例子，当 main线程 运行到 thread1.join() 时，main线程会获得线程对象thread1的锁(wait 意味着拿到该对象的锁)。只要 thread1线程 存活， 就会调用该对象锁的wait()方法阻塞 main线程，直至 thread1线程 退出才会使 main线程 得以继续执行。
public class Test { public static void main(String[] args) throws IOException { System.out.println("进入线程"+Thread.currentThread().getName()); Test test = new Test(); MyThread thread1 = test.new MyThread(); thread1.start(); try { System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"等待"); thread1.join(); System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"继续执行"); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { System.out.println("进入线程"+Thread.currentThread().getName()); try { Thread.currentThread().sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { // TODO: handle exception } System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕"); } } } /* Output: 进入线程main 线程main等待 进入线程Thread-0 线程Thread-0执行完毕 线程main继续执行 */
看上面的例子，当 main线程 运行到 thread1.join() 时，main线程会获得线程对象thread1的锁(wait 意味着拿到该对象的锁)。只要 thread1线程 存活， 就会调用该对象锁的wait()方法阻塞 main线程。那么，main线程被什么时候唤醒呢？事实上，有wait就必然有notify。在整个jdk里面，我们都不会找到对thread1线程的notify操作。这就要看jvm代码了：
作者：cao 链接：https://www.zhihu.com/question/44621343/answer/97640972 来源：知乎 //一个c++函数： void JavaThread::exit(bool destroy_vm, ExitType exit_type) ； //这个函数的作用就是在一个线程执行完毕之后，jvm会做的收尾工作。里面有一行代码：ensure_join(this); 该函数源码如下： static void ensure_join(JavaThread* thread) { Handle threadObj(thread, thread->threadObj()); ObjectLocker lock(threadObj, thread); thread->clear_pending_exception(); java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED); java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL); //thread就是当前线程，就是刚才说的thread1线程。 lock.notify_all(thread); thread->clear_pending_exception(); }
至此，thread1线程对象锁调用了notifyall，那么main线程也就能继续跑下去了。
由于 join方法 会调用 wait方法 让宿主线程进入阻塞状态，并且会释放线程占有的锁，并交出CPU执行权限。结合 join 方法的声明，有以下三条：
- join方法同样会会让线程交出CPU执行权限；
- join方法同样会让线程释放对一个对象持有的锁；
- 如果调用了join方法，必须捕获InterruptedException异常或者将该异常向上层抛出。
6）interrupt 方法
interrupt，顾名思义，即中断的意思。单独调用interrupt方法可以使得 处于阻塞状态的线程 抛出一个异常，也就是说，它可以用来中断一个正处于阻塞状态的线程；另外，通过 interrupted()方法 和 isInterrupted()方法 可以停止正在运行的线程。interrupt 方法在 JDK 中的定义为：
public void interrupt() { if (this != Thread.currentThread()) checkAccess(); synchronized (blockerLock) { Interruptible b = blocker; if (b != null) { interrupt0(); // Just to set the interrupt flag b.interrupt(this); return; } } interrupt0(); }
interrupted() 和 isInterrupted()方法在 JDK 中的定义分别为：
/** * Tests whether the current thread has been interrupted. The * <i>interrupted status</i> of the thread is cleared by this method. In * other words, if this method were to be called twice in succession, the * second call would return false (unless the current thread were * interrupted again, after the first call had cleared its interrupted * status and before the second call had examined it). * * <p>A thread interruption ignored because a thread was not alive * at the time of the interrupt will be reflected by this method * returning false. * * @return <code>true</code> if the current thread has been interrupted; * <code>false</code> otherwise. * @see #isInterrupted() * @revised 6.0 */ public static boolean interrupted() { return currentThread().isInterrupted(true); } /** * Tests whether this thread has been interrupted. The <i>interrupted * status</i> of the thread is unaffected by this method. * * <p>A thread interruption ignored because a thread was not alive * at the time of the interrupt will be reflected by this method * returning false. * * @return <code>true</code> if this thread has been interrupted; * <code>false</code> otherwise. * @see #interrupted() * @revised 6.0 */ public boolean isInterrupted() { return isInterrupted(false); }
- interrupted()是静态方法,作用对象:currentThread()方法所返回的线程
- isInterrupted()实例方法,作用对象:本Tread对象
看下面的例子:
public class Test { public static void main(String[] args) throws IOException { Test test = new Test(); MyThread thread = test.new MyThread(); thread.start(); try { Thread.currentThread().sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { } thread.interrupt(); } class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { try { System.out.println("进入睡眠状态"); Thread.currentThread().sleep(10000); System.out.println("睡眠完毕"); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("得到中断异常"); } System.out.println("run方法执行完毕"); } } }/* Output: 进入睡眠状态 得到中断异常 run方法执行完毕 */
从这里可以看出，通过interrupt方法可以中断处于阻塞状态的线程。那么能不能中断处于非阻塞状态的线程呢？看下面这个例子：
public class Test { public static void main(String[] args) throws IOException { Test test = new Test(); MyThread thread = test.new MyThread(); thread.start(); try { Thread.currentThread().sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {} thread.interrupt(); } class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { int i = 0; while(i<Integer.MAX_VALUE){ System.out.println(i+" while循环"); i++; } } } }
运行该程序会发现，while循环会一直运行直到变量i的值超出Integer.MAX_VALUE。所以说，直接调用interrupt() 方法不能中断正在运行中的线程。但是，如果配合 isInterrupted()/interrupted() 能够中断正在运行的线程，因为调用interrupt()方法相当于将中断标志位置为true，那么可以通过调用isInterrupted()/interrupted()判断中断标志是否被置位来中断线程的执行。比如下面这段代码：
public class Test { public static void main(String[] args) throws IOException { Test test = new Test(); MyThread thread = test.new MyThread(); thread.start(); try { Thread.currentThread().sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { } thread.interrupt(); } class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { int i = 0; while(!isInterrupted() && i<Integer.MAX_VALUE){ System.out.println(i+" while循环"); i++; } } } }
但是，一般情况下，不建议通过这种方式来中断线程，一般会在MyThread类中增加一个 volatile 属性 isStop 来标志是否结束 while 循环，然后再在 while 循环中判断 isStop 的值。例如：
class MyThread extends Thread{ private volatile boolean isStop = false; @Override public void run() { int i = 0; while(!isStop){ i++; } } public void setStop(boolean stop){ this.isStop = stop; } }
那么，就可以在外面通过调用setStop方法来终止while循环。
7）stop方法
stop() 方法已经是一个 废弃的 方法，它是一个 不安全的 方法。因为调用 stop() 方法会直接终止run方法的调用，并且会抛出一个ThreadDeath错误，如果线程持有某个对象锁的话，会完全释放锁，导致对象状态不一致。所以， stop() 方法基本是不会被用到的。
8、线程的暂停与恢复
1) 线程的暂停、恢复方法在 JDK 中的定义
暂停线程意味着此线程还可以恢复运行。在 Java 中，我可以使用 suspend() 方法暂停线程，使用 resume() 方法恢复线程的执行，但是这两个方法已被废弃，因为它们具有固有的死锁倾向。如果目标线程挂起时在保护关键系统资源的监视器上保持有锁，则在目标线程重新开始以前，任何线程都不能访问该资源。如果重新开始目标线程的线程想在调用 resume 之前锁定该监视器，则会发生死锁。
实例方法 suspend() 在类Thread中的定义和实例方法 resume() 在类Thread中的定义：
/** * Suspends this thread. * <p> * First, the <code>checkAccess</code> method of this thread is called * with no arguments. This may result in throwing a * <code>SecurityException </code>(in the current thread). * <p> * If the thread is alive, it is suspended and makes no further * progress unless and until it is resumed. * * @exception SecurityException if the current thread cannot modify * this thread. * @see #checkAccess * @deprecated This method has been deprecated, as it is * inherently deadlock-prone. If the target thread holds a lock on the * monitor protecting a critical system resource when it is suspended, no * thread can access this resource until the target thread is resumed. If * the thread that would resume the target thread attempts to lock this * monitor prior to calling <code>resume</code>, deadlock results. Such * deadlocks typically manifest themselves as "frozen" processes. * For more information, see * <a href="{@docRoot}/../technotes/guides/concurrency/threadPrimitiveDeprecation.html">Why * are Thread.stop, Thread.suspend and Thread.resume Deprecated?</a>. */ @Deprecated public final void suspend() { checkAccess(); suspend0(); } /** * Resumes a suspended thread. * <p> * First, the <code>checkAccess</code> method of this thread is called * with no arguments. This may result in throwing a * <code>SecurityException</code> (in the current thread). * <p> * If the thread is alive but suspended, it is resumed and is * permitted to make progress in its execution. * * @exception SecurityException if the current thread cannot modify this * thread. * @see #checkAccess * @see #suspend() * @deprecated This method exists solely for use with {@link #suspend}, * which has been deprecated because it is deadlock-prone. * For more information, see * <a href="{@docRoot}/../technotes/guides/concurrency/threadPrimitiveDeprecation.html">Why * are Thread.stop, Thread.suspend and Thread.resume Deprecated?</a>. */ @Deprecated public final void resume() { checkAccess(); resume0(); }
2) 死锁
具体地，在使用 suspend 和 resume 方法时，如果使用不当，极易造成公共的同步对象的独占，使得其他线程无法得到公共同步对象锁，从而造成死锁。下面举两个示例：
// 示例 1 public class SynchronizedObject { public synchronized void printString() { // 同步方法 System.out.println("Thread-" + Thread.currentThread().getName() + " begins."); if (Thread.currentThread().getName().equals("a")) { System.out.println("线程a suspend 了..."); Thread.currentThread().suspend(); } System.out.println("Thread-" + Thread.currentThread().getName() + " is end."); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final SynchronizedObject object = new SynchronizedObject(); // 两个线程使用共享同一个对象 Thread a = new Thread("a") { @Override public void run() { object.printString(); } }; a.start(); new Thread("b") { @Override public void run() { System.out.println("thread2 启动了，在等待中(发生“死锁”)..."); object.printString(); } }.start(); System.out.println("main 线程睡眠 " + 5 +" 秒..."); Thread.sleep(5000); System.out.println("main 线程睡醒了..."); a.resume(); System.out.println("线程 a resume 了..."); } }/* Output: Thread-a begins. 线程a suspend 了... thread2 启动了，在等待中(发生死锁)... main 线程睡眠 5 秒... main 线程睡醒了... 线程 a resume 了... Thread-a is end. Thread-b begins. Thread-b is end. */
在示例 2 中，特别要注意的是，println() 方法实质上是一个同步方法。如果 thread 线程刚好在执行打印语句时被挂起，那么将会导致 main线程中的字符串 “main end!” 迟迟不能打印。其中，println() 方法定义如下：
// 示例 2 public class MyThread extends Thread { private long i = 0; @Override public void run() { while (true) { i++; System.out.println(i); } } public static void main(String[] args) { try { MyThread thread = new MyThread(); thread.start(); Thread.sleep(1); thread.suspend(); System.out.println("main end!"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
2、线程常用操作
1)、获得代码调用者信息
currentThread() 方法返回代码段正在被哪个线程调用的信息。其在 Thread类 中定义如下：
public class CountOperate extends Thread { public CountOperate() { super("Thread-CO"); // 线程 CountOperate 的名字 System.out.println("CountOperate---begin"); System.out.println("Thread.currentThread().getName()=" + Thread.currentThread().getName()); System.out.println("this.getName()=" + this.getName()); System.out.println("CountOperate---end"); } @Override public void run() { System.out.println("run---begin"); System.out.println("Thread.currentThread().getName()=" + Thread.currentThread().getName()); System.out.println("this.getName()=" + this.getName()); System.out.println("run---end"); } public static void main(String[] args) { CountOperate c = new CountOperate(); Thread t1 = new Thread(c); t1.setName("A"); t1.start(); c.start(); } }/* Output:(输出结果不唯一) CountOperate---begin ....... 行 1 Thread.currentThread().getName()=main ....... 行 2 this.getName()=Thread-CO ....... 行 3 CountOperate---end ....... 行 4 run---begin ....... 行 5 Thread.currentThread().getName()=A ....... 行 6 run---begin ........行 7 Thread.currentThread().getName()=Thread-CO ....... 行 8 this.getName()=Thread-CO ....... 行 9 run---end ....... 行 10 this.getName()=Thread-CO ....... 行 11 run---end ....... 行 12 */
首先来看前四行的输出。我们知道 CountOperate 继承了 Thread 类，那么 CountOperate 就得到了 Thread类的所有非私有属性和方法。CountOperate 构造方法中的 super(“Thread-CO”);意味着调用了父类Thread的构造器Thread(String name)，也就是为 CountOperate线程 赋了标识名。由于该构造方法是由main()方法调用的，因此此时 Thread.currentThread() 返回的是main线程；而 this.getName() 返回的是CountOperate线程的标识名。
其次，在main线程启动了t1线程之后，CPU会在某个时机执行类CountOperate的run()方法。此时，Thread.currentThread() 返回的是t1线程，因为是t1线程的启动使run()方法得到了执行；而 this.getName() 返回的仍是CountOperate线程的标识名，因为此时this指的是传进来的CountOperate对象(具体原因见上面对run()方法的介绍)，由于它本身也是一个线程对象，所以可以调用getName()得到相应的标识名。
在main线程启动了CountOperate线程之后，CPU也会在某个时机执行类该线程的run()方法。此时，Thread.currentThread() 返回的是CountOperate线程，因为是CountOperate线程的启动使run()方法得到了执行；而 this.getName() 返回的仍是CountOperate线程的标识名，因为此时this指的就是刚刚创建的CountOperate对象本身，所以得到的仍是 “Thread-CO ”。
2）、判断线程是否处于活动状态
方法 isAlive() 的功能是判断调用该方法的线程是否处于活动状态。其中，活动状态指的是线程已经 start (无论是否获得CPU资源并运行) 且尚未结束。
/** * Tests if this thread is alive. A thread is alive if it has * been started and has not yet died. * * @return <code>true</code> if this thread is alive; * <code>false</code> otherwise. */ public final native boolean isAlive();
下面的例子给出了 isAlive() 方法的使用方式：
public class CountOperate extends Thread { public CountOperate() { System.out.println("CountOperate---begin"); System.out.println("Thread.currentThread().getName()=" + Thread.currentThread().getName()); // main System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()=" + Thread.currentThread().isAlive()); // true System.out.println("this.getName()=" + this.getName()); // Thread-0 System.out.println("this.isAlive()=" + this.isAlive()); // false System.out.println("CountOperate---end"); } @Override public void run() { System.out.println("run---begin"); System.out.println("Thread.currentThread().getName()=" + Thread.currentThread().getName()); // A System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()=" + Thread.currentThread().isAlive()); // true System.out.println("this.getName()=" + this.getName()); // Thread-0 System.out.println("this.isAlive()=" + this.isAlive()); // false System.out.println("run---end"); } public static void main(String[] args) { CountOperate c = new CountOperate(); Thread t1 = new Thread(c); System.out.println("main begin t1 isAlive=" + t1.isAlive()); // false t1.setName("A"); t1.start(); System.out.println("main end t1 isAlive=" + t1.isAlive()); // true } }
3)、获取线程唯一标识
方法 getId() 的作用是取得线程唯一标识，由JVM自动给出。
/** * Returns the identifier of this Thread. The thread ID is a positive * <tt>long</tt> number generated when this thread was created. * The thread ID is unique and remains unchanged during its lifetime. * When a thread is terminated, this thread ID may be reused. * * @return this thread's ID. * @since 1.5 */ public long getId() { return tid; }
// 示例 public class Test { public static void main(String[] args) { Thread runThread = Thread.currentThread(); System.out.println(runThread.getName() + " " + runThread.getId()); } }/* Output: main 1 */
4)、getName和setName
用来得到或者设置线程名称。如果我们不手动设置线程名字，JVM会为该线程自动创建一个标识名，形式为： Thread-数字。
5)、getPriority和setPriority
在操作系统中，线程可以划分优先级，优先级较高的线程得到的CPU资源较多，也就是CPU优先执行优先级较高的线程。设置线程优先级有助于帮助 “线程规划器” 确定在下一次选择哪个线程来获得CPU资源。特别地，在 Java 中，线程的优先级分为 1 ~ 10 这 10 个等级，如果小于 1 或大于 10，则 JDK 抛出异常 IllegalArgumentException ，该异常是 RuntimeException 的子类，属于不受检异常。JDK 中使用 3 个常量来预置定义优先级的值，如下：
public static final int MIN_PRIORITY = 1; public static final int NORM_PRIORITY = 5; public static final int MAX_PRIORITY = 10;
在 Thread类中，方法 setPriority() 的定义为：
public final void setPriority(int newPriority) { ThreadGroup g; checkAccess(); if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) { throw new IllegalArgumentException(); } if((g = getThreadGroup()) != null) { if (newPriority > g.getMaxPriority()) { newPriority = g.getMaxPriority(); } setPriority0(priority = newPriority); } }
(1). 线程优先级的继承性
在 Java 中，线程的优先级具有继承性，比如 A 线程启动 B 线程， 那么 B 线程的优先级与 A 是一样的。
class MyThread2 extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("MyThread2 run priority=" + this.getPriority()); } } public class MyThread1 extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("MyThread1 run priority=" + this.getPriority()); MyThread2 thread2 = new MyThread2(); thread2.start(); } public static void main(String[] args) { System.out.println("main thread begin priority=" + Thread.currentThread().getPriority()); Thread.currentThread().setPriority(6); System.out.println("main thread end priority=" + Thread.currentThread().getPriority()); MyThread1 thread1 = new MyThread1(); thread1.start(); } }/* Output: main thread begin priority=5 main thread end priority=6 MyThread1 run priority=6 MyThread2 run priority=6 */
(2). 线程优先级的规则性和随机性
线程的优先级具有一定的规则性，也就是CPU尽量将执行资源让给优先级比较高的线程。特别地，高优先级的线程总是大部分先执行完，但并不一定所有的高优先级线程都能先执行完。
6)、守护线程 (Daemon)
在 Java 中，线程可以分为两种类型，即用户线程和守护线程。守护线程是一种特殊的线程，具有“陪伴”的含义：当进程中不存在非守护线程时，则守护线程自动销毁，典型的守护线程就是垃圾回收线程。任何一个守护线程都是整个JVM中所有非守护线程的保姆，只要当前JVM实例中存在任何一个非守护线程没有结束，守护线程就在工作；只有当最后一个非守护线程结束时，守护线程才随着JVM一同结束工作。 在 Thread类中，方法 setDaemon() 的定义为：
/** * Marks this thread as either a {@linkplain #isDaemon daemon} thread * or a user thread. The Java Virtual Machine exits when the only * threads running are all daemon threads. * * <p> This method must be invoked before the thread is started. * * @param on * if {@code true}, marks this thread as a daemon thread * * @throws IllegalThreadStateException * if this thread is {@linkplain #isAlive alive} * * @throws SecurityException * if {@link #checkAccess} determines that the current * thread cannot modify this thread */ public final void setDaemon(boolean on) { checkAccess(); if (isAlive()) { throw new IllegalThreadStateException(); } daemon = on; }
public class MyThread extends Thread { private int i = 0; @Override public void run() { try { while (true) { i++; System.out.println("i=" + (i)); Thread.sleep(1000); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) { try { MyThread thread = new MyThread(); thread.setDaemon(true); //设置为守护线程 thread.start(); Thread.sleep(3000); System.out.println("main 线程结束，也意味着守护线程 thread 将要结束"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }/* Output: (结果不唯一) i=1 i=2 i=3 main 线程结束，也意味着守护线程 thread 将要结束 */
小结:
1). 对于上述线程的各项基本操作，其 所操作的对象 满足：
- 若该操作是静态方法，也就是说，该方法属于类而非具体的某个对象，那么该操作的作用对象就是 currentThread() 方法所返回 Thread 对象；
- 若该操作是实例方法，也就是说，该方法属于对象，那么该操作的作用对象就是调用该方法的 Thread 对象。
2). 对于上述线程的各项基本操作，有：
- 线程一旦被阻塞，就会释放 CPU；
- 当线程出现异常且没有捕获处理时，JVM会自动释放当前线程占用的锁，因此不会由于异常导致出现死锁现象。
- 对于一个线程，CPU 的释放 与 锁的释放没有必然联系。
3). Thread类 中的方法调用与线程状态关系如下图： 
