Java 多線程系列文章第 5 篇。

什么是線程

試想一下沒有線程的程序是怎么樣的？百度網(wǎng)盤在上傳文件時就無法下載文件了，得等文件上傳完成后才能下載文件。這個我們現(xiàn)在看起來很反人性，因為我們習慣了一個程序同時可以進行運行多個功能，而這些都是線程的功勞。

之前的文章 進程知多少 中講到，為了實現(xiàn)多個程序并行執(zhí)行，引入了進程概念?，F(xiàn)在引入線程是為了讓一個程序能夠并發(fā)執(zhí)行。

線程的組成

線程ID：線程標識符。

當前指令指針（PC）：指向要執(zhí)行的指令。

寄存器集合：存儲單元寄存器的集合。

堆棧：暫時存放數(shù)據(jù)和地址，一般用來保護斷點和現(xiàn)場。

線程與進程區(qū)別

線程和進程之間的區(qū)別，我覺得可以用這個例子來看出兩者的不同，進程就是一棟房子，房子住著 3 個人，線程就是住在房子里的人。進程是一個獨立的個體，有自己的資源，線程是在進程里的，多個線程共享著進程的資源。

線程狀態(tài)

我們看到 Java 源代碼里面，線程狀態(tài)的枚舉有如下 6 個。

下面給這 6 個狀態(tài)一一做下解釋。

NEW：新建狀態(tài)。在創(chuàng)建完 Thread ，還沒執(zhí)行 start() 之前，線程的狀態(tài)一直是 NEW?？梢哉f這個時候還沒有真正的一個線程映射著，只是一個對象。

RUNNABLE：運行狀態(tài)。線程對象調用 start() 之后，就進入 RUNNABLE 狀態(tài)，該狀態(tài)說明在 JVM 中有一個真實的線程存在。

BLOCKED：阻塞狀態(tài)。線程在等待鎖的釋放，也就是等待獲取 monitor 鎖。

WAITING：等待狀態(tài)。線程在這個狀態(tài)的時候，不會被分配 CPU，而且需要被顯示地喚醒，否則會一直等待下去。

TIMED_WAITING：超時等待狀態(tài)。這個狀態(tài)的線程也一樣不會被分配 CPU，但是它不會無限等待下去，有時間限制，時間一到就停止等待。

TERMINATED：終止狀態(tài)。線程執(zhí)行完成結束，但不代表這個對象已經(jīng)沒有了，對象可能還是存在的，只是線程不存在了。

線程既然有這么多個狀態(tài)，那肯定就有狀態(tài)機，也就是在什么情況下 A 狀態(tài)會變成 B 狀態(tài)。下面就來簡單描述一下。

結合下圖，我們 new 出線程類的時候，就是 NEW 狀態(tài)，調用 start() 方法，就進入了 RUNNABLE 狀態(tài)，這時如果觸發(fā)等待，則進入了 WAITING 狀態(tài)，如果觸發(fā)超時等待，則進入 TIMED_WAITING 狀態(tài)，當訪問需要同步的資源時，則只有一個線程能訪問，其他線程就進入 BLOCKED 狀態(tài)，當線程執(zhí)行完后，進入 TERMINATED 狀態(tài)。

其實在 JVM 中，線程是有 9 個狀態(tài)，如下所示，有興趣的同學可以深入了解一下。

javaClasses.hppenum ThreadStatus {    NEW = 0,    RUNNABLE = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // runnable / running                               JVMTI_THREAD_STATE_RUNNABLE,    SLEEPING = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // Thread.sleep()                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING +                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_WITH_TIMEOUT +                               JVMTI_THREAD_STATE_SLEEPING,    IN_OBJECT_WAIT = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // Object.wait()                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING +                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_INDEFINITELY +                               JVMTI_THREAD_STATE_IN_OBJECT_WAIT,    IN_OBJECT_WAIT_TIMED = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // Object.wait(long)                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING +                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_WITH_TIMEOUT +                               JVMTI_THREAD_STATE_IN_OBJECT_WAIT,    PARKED = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // LockSupport.park()                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING +                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_INDEFINITELY +                               JVMTI_THREAD_STATE_PARKED,    PARKED_TIMED = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // LockSupport.park(long)                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING +                               JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_WITH_TIMEOUT +                               JVMTI_THREAD_STATE_PARKED,    BLOCKED_ON_MONITOR_ENTER = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // (re-)entering a synchronization block                               JVMTI_THREAD_STATE_BLOCKED_ON_MONITOR_ENTER,    TERMINATED = JVMTI_THREAD_STATE_TERMINATED};
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Java 線程實現(xiàn)

下面講一講在 Java 中如何創(chuàng)建一個線程。眾所周知，實現(xiàn) Java 線程有 2 種方式：繼承 Thread 類和實現(xiàn) Runnable 接口。

繼承 Thread 類

繼承 Thread 類，重寫 run() 方法。

實現(xiàn) Runnable 接口

實現(xiàn) Runnable 接口，實現(xiàn) run() 方法。

class MyRunnable implements Runnable {    public void run() {        System.out.println('MyRunnable');    }}
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這 2 種線程的啟動方式也不一樣。MyThread 是一個線程類，所以可以直接 new 出一個對象出來，接著調用 start() 方法來啟動線程；而 MyRunnable 只是一個普通的類，需要 new 出線程基類 Thread 對象，將 MyRunnable 對象傳進去。

下面是啟動線程的方式。

打印結果如下：

main Thread beginmain Thread endMyThreadMyRunnable
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看這結果，不像咱們之前的串行執(zhí)行依次打印，主線程不會等待子線程執(zhí)行完。

敲重點：不能直接調用 run()，直接調用 run() 不會創(chuàng)建線程，而是主線程直接執(zhí)行 run() 的內容，相當于執(zhí)行普通函數(shù)。這時就是串行執(zhí)行的?？聪旅娲a。

打印結果：

main Thread beginMyThreadMyRunnablemain Thread end
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從結果看出只是串行的，但看不出沒有線程，我們看下面例子來驗證直接調用 run() 方法沒有創(chuàng)建新的線程，使用 VisualVM 工具來觀察線程情況。

我們對代碼做一下修改，加上 Thread.sleep(1000000) 讓它睡眠一段時間，這樣方便用工具查看線程情況。

調用 run() 的代碼：

運行結果：

main Thread beginMyThread
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只打印出 2 句日志，觀察線程時也只看到 main 線程，沒有看到 MyThread 和 MyRunnable 線程，印證了上面咱們說的：直接調用 run() 方法，沒有創(chuàng)建線程。

下面我們來看看有
調用 start() 的代碼：

運行結果：

main Thread beginmain Thread endMyThreadMyRunnable
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所有日志都打印出來了，并且通過 VisualVM 工具可以看到 MyThread 和 MyRunnable 線程?？吹搅诉@個結果，切記創(chuàng)建線程要調用 start() 方法。

今天就先講到這，繼續(xù)關注后面的內容。