4. Thread类详解

PangHu大约 8 分钟

Thread类是Java中实现多线程编程的基础类。本节就来介绍下Thread类的常用API和常见用法。

常用方法

Thread.activeCount()：这个方法用于返回当前线程的线程组中活动线程的数量，返回的值只是一个估计值，因为当此方法遍历内部数据结构时，线程数可能会动态更改。）。
Thread.checkAccess(): 检验当前正在执行的线程是否有权限修改thread的属性，这个方法我们一般不自己进行调用，Thread类的set方法在进行属性修改时都会先调用这个方法。
Thread.currentThread()：获取当前正在运行的线程。
Thread.dumpStack():输出线程栈，一般在debug的时候调用。
Thread.enumerate(Thread tarray[]):??使用场景。
Thread.getAllStackTraces():获取系统中所有线程的线程栈信息。
thread.getName()：获取线程的名字。
thread.getPriority()：获取线程的优先级。
thread.getStackTrace():获取堆栈信息。
thread.getState():获取线程状态。
thread.getThreadGroup()：获取线程所在线程组。
thread.interrupt()：使得指定线程中断阻塞状态，并将阻塞标志位置为true。
Thread.interrupted():测试当前线程是否被中断。
thread.isAlive()：判断线程是否还存活着。
thread.isDaemon()：判断线程是否是守护线程。
thread.join()：在当前线程中加入指定线程，使得当前线程必须等待指定线程运行结束之后，才能结束。可以理解成线程插队、等待该线程终止。
Thread.sleep(long)：强制线程睡眠一段时间。
thread.start()：启动一个线程。
thread.setName(name)：设置线程的名字。
thread.setPriority(priority)：设置线程的优先级。
thread.setDaemon(true)：将指定线程设置为守护线程。
Thread.yield()：使得当前线程退让出CPU资源，把CPU调度机会分配给同样线程优先级的线程。
object.wait()、object.notify()、object.notifyAll()：Object类提供的线程等待和线程唤醒方法。

还有Thread类提供了功能丰富的构造函数，大家可以选择合适的使用：

sleep是Thread类中一个静态的本地方法，因为是本地方法，所以并没有java代码的实现，其实是调用了底层的C库函数来实现的睡眠。sleep方法是让当前正在执行任务的线程睡眠（临时地停止执行）指定的毫秒数，这个精度和准确性是用系统时钟和调度器保证的。但是，线程并不会释放它拥有的锁。注意该方法会抛出InterruptedException中断异常。
yield方法是Thread类中一个静态方法，是当前线程对调度器的一个暗示，表示愿意让出CPU执行器的当前使用权，但是调度器可以自由忽略这个提示。yield是一种在可能会过度使用一个CPU的多个线程之间提升相对进度试探性尝试。它的使用应该结合详细的性能分析和基准测试来进行，确保它确实有预期的效果。一般很少使用这种方法。它可能对调试或测试有用，可能有助于根据竞态条件重现错误。在设计并发控制结构（例如java.util.concurrent.locks包中的并行控制结构）时也可能有用。yield会放弃CPU资源，不会放弃锁资源。
join方法是线程实例的方法，就是等待一个线程指定毫秒数后再消亡。无参数的join方法其实就是调用了join(0)，即永远等待下去。不过通过源码我们可以看到，在while循环中有一个条件判断，即isAlive()方法，意思是如果当前线程还活着，就会一直等待下去。如果某个线程在另一个线程t上调用t.join()，此线程将被挂起，直到目标线程t结束才恢复（即t.isAlive()方法返回假）。

守护线程

守护线程可以理解为服务线程，它们的作用就是服务于其他用户线程。当系统中不存在其他用户线程时，这些守护线程也会自动消亡。比如JVM的垃圾清理线程就是守护线程。我们可以使用如下方法查看和设置线程是否是守护线程。

thread.isDaemon();
thread.setDaemon(true);

重要方法

sleep方法

Thread类中有一个静态的sleep方法，当一个执行中的线程调用了Thread的sleep方法后，调用线程会暂时让出指定时间的执行权，也就是在这期间不参与CPU的调度，但是该线程所拥有的监视器资源，比如锁还是持有不让出的。指定的睡眠时间到了后该函数会正常返回，线程就处于就绪状态，然后参与CPU的调度，获取到CPU资源后就可以继续运行了。如果在睡眠期间其他线程调用了该线程的interrupt()方法中断了该线程，则该线程会在调用sleep方法的地方抛出InterruptedException异常而返回（进入waiting状态线程的interrupt方法被调用，则这个线程会抛出InterruptedException异常）。

join方法

开发过程中我们可能会有这样的需求：多个线程分别加载资源，等这些线程资源加载完毕之后对这些资源做统一汇总处理。join方法就能实现类似的功能。

调用线程的join方法会使得调用线程进入waiting状态，直到被调用的线程执行结束，调用线程才会重新获得执行的机会。

public class MyThread  {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @SneakyThrows
            @Override
            public void run() {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(100);
            }
        });
        thread1.start();
        thread1.join();
        System.out.println("main thread end...");
    }

}

上面的代码中，main线程调用了thread1的join方法，main线程会被挂起进入waiting状态，直到thread1执行完毕之后，main线程才有机会重新获得执行机会。另外，如果main线程的interrupt方法被其他线程调用，那么main线程调用的join方法会抛出InterruptedException异常。

join方法还有一个重载方法，这个方法可以指定超时时间。

thread1.join(50);

如果thread1线程在50ms内还没执行完，main线程就可以重新获得执行机会。

yield方法

线程调用yield方法（这个方法是Thread的静态方法）是在暗示让这个线程让出CPU资源，如果这个线程在执行一个CPU时间，已经执行到一半了，调用yield之后这个线程会放弃剩下的一半CPU时间回到就绪状态。但是需要注意的是线程可以完全忽略yield方法的调用，也就是yield方法并不是每次都调用成功的：

退让成功时，退让线程会由Running(运行)转为Runnable(就绪)状态。
退让了的线程，与其他同优先级级别的线程一样，同样有再次获取CPU使用权的机会。

中断

先贴上一段网上的总结：

如果线程不处于阻塞状态，那么调用interrupt()方法仅仅是将[中断标志位]将被置为true；
如果当前线程处于blocked阻塞(因为调用wait、sleep和join造成的)状态时被interrupt了，那么[中断标志位]将被清除，也就是设置为false，并且收到一个InterruptedException异常。
如果当前线程处于blocked阻塞(因为NIO的InterruptibleChannel进行的I/O操作造成的)状态时被interrupt了，则会关闭channel，[中断标志位]将会被置为true，并且当前线程会收到一个ClosedByInterruptException异常。
如果当前线程处于blocked阻塞(因为NIO的Selector造成的)状态时被interrupt了，那么[中断标志位]将被置为true，然后当前线程会立即从选择器区域返回并返回值（可能为非零的值）。

需要说明的是：interrupt()方法并不是中断线程，而是中断阻塞状态，也就是将线程的[中断标志位]置为true。中断后线程将继续执行。

事实上，interrupt方法只是改变目标线程的中断状态（interrupt status），而那些会抛出InterruptedException异常的方法，如wait、sleep、join等，都是在方法内部不断地检查中断状态的值。

几个中断方法的对比：

public static boolean interrupted()：测试当前线程(这边要注意的是这个方法返回的是当前正在执行的线程的中断状态,注意和isInterrupted的区别)是否已经中断。线程的中断状态由该方法清除。换句话说，如果连续两次调用该方法，则第二次调用将返回 false。
public boolean isInterrupted()：测试线程是否已经中断。线程的中断状态不受该方法的影响，也就是说不清除中断标志。

public boolean isInterrupted() {
    //传递false表示不清除标志位
    return isInterrupted(false);
}

public void interrupt()：中断线程，例如，当线程A运行时，线程B可以调用线程A的interrupt（）方法来设置线程A的中断标志为true并立即返回。设置标志仅仅是设置标志，线程A实际并没有被中断，它会继续往下执行。如果线程A因为调用了wait系列函数、join方法或者sleep方法而被阻塞挂起，这时候若线程B调用线程A的interrupt（）方法，线程A会在调用这些方法的地方抛出InterruptedException异常而返回。

当线程为了等待一些特定条件的到来时，一般会调用sleep函数、wait系列函数或者join()函数来阻塞挂起当前线程。比如一个线程调用了Thread.sleep(3000)，那么调用线程会被阻塞，直到3s后才会从阻塞状态变为激活状态。但是有可能在3s内条件已被满足，如果一直等到3s后再返回有点浪费时间，这时候可以调用该线程的interrupt()方法，强制sleep方法抛出InterruptedException异常而返回，线程恢复到激活状态。