传统线程机制的回顾
创建线程的两种方式
1 在Thread子类覆盖的run方法中编写运行代码
Thread t1 = new Thread()
{
@Override
public void run() {
System.out.println("run in thread run()");
}
}
2 在传递给Thread对象的Runnable对象的run方法中编写代码
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("run in runnable");
}
})
查看Thread的run方法源码：
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
这个target就是构造函数中传入的runnable对象，因此如下代码的输出应该是？
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("run in runnable");
}
}) {
@Override
public void run() {
System.out.println("run in thread run()");
}
}.start();
答案应该是：run in thread run()，因为重写了run方法，也就不会执行target的run方法了。
两种创建线程的方法没有本质区别，但第二种方式更符合面向对象的思想。
线程状态转换
新建状态(New)：新创建了一个线程对象。
就绪状态(Runnable)：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。
运行状态(Running)：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。
阻塞状态(Blocked)：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：
等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。(wait会释放持有的锁)
同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。
其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。(注意,sleep是不会释放持有的锁)
死亡状态(Dead)：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。
线程的同步互斥通信
同步与互斥
synchronized关键字：隐式锁
可作用于方法和代码块：
作用于方法，锁对象为this，当前实例；
作用于static方法，锁对象为当前类的Class对象；
作用于代码块，需要指定锁对象。
synchronized的作用：同一个锁对象的代码(方法和代码块)，同一时间只能被一个线程执行，保证可见性和原子性。
线程通信wait和notify
使用synchronized的地方不一定使用wait和notify，但使用notify和wait有两个必要条件：
(1)wait和notify只有在synchronized关键字作用范围内才有效，否则无意义；
(2)wait和notify的调用对象必须是锁对象，也就是synchronized当前使用的对象，否则无效，有可能跑出异常：illegalmonitorstateexception
以下为两个例子，
例子1：使用两个线程打印，子线程每次打印10个数字，主线程每次打印100个数字，如此往复50次：
public class TraditionalThreadCommunication {
public static void main(String[] args) {
final Business business = new Business();
new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<=50;i++){
business.sub(i);
}
}
}
).start();
for(int i=1;i<=50;i++){
business.main(i);
}
}
}
class Business {
private boolean bShouldSub = true;
public synchronized void sub(int i){
while(!bShouldSub){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
for(int j=1;j<=10;j++){
System.out.println("sub thread sequence of " + j + ",loop of " + i);
}
bShouldSub = false;
this.notify();
}
public synchronized void main(int i){
while(bShouldSub){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
for(int j=1;j<=100;j++){
System.out.println("main thread sequence of " + j + ",loop of " + i);
}
bShouldSub = true;
this.notify();
}
}
例子2 使用wait和notify实现生产者消费者阻塞队列，队列长度为5：
public static void main(String[] args) {
List taskQueue = new ArrayList();
int MAX_CAPACITY = 5;
Thread tProducer = new Thread(new Producer(taskQueue, MAX_CAPACITY), "Producer");
Thread tConsumer = new Thread(new Consumer(taskQueue), "Consumer");
tProducer.start();
tConsumer.start();
}
//生产者
public class Producer implements Runnable {
private final List taskQueue;
private final int MAX_CAPACITY;
public Producer(List sharedQueue, int size) {
this.taskQueue = sharedQueue;
this.MAX_CAPACITY = size;
}
@Override
public void run() {
int counter = 0;
while (true) {
try {
produce(counter++);
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
private void produce(int i) throws InterruptedException {
synchronized (taskQueue) {
while (taskQueue.size() == MAX_CAPACITY) {
System.out.println("Queue is full " + Thread.currentThread().getName() + " is waiting , size: " + taskQueue.size());
taskQueue.wait();
}
Thread.sleep(1000);
taskQueue.add(i);
System.out.println("Produced: " + i);
taskQueue.notifyAll();
}
}
//消费者
public class Consumer implements Runnable {
private final List taskQueue;
public Consumer(List sharedQueue) {
this.taskQueue = sharedQueue;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
consume();
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
private void consume() throws InterruptedException {
synchronized (taskQueue) {
while (taskQueue.isEmpty()) {
System.out.println("Queue is empty " + Thread.currentThread().getName() + " is waiting , size: " + taskQueue.size());
taskQueue.wait();
}
Thread.sleep(500);
int i = (Integer) taskQueue.remove(0);
System.out.println("Consumed: " + i);
taskQueue.notify();
}
}
例子1，两个线程会有规律的交叉打印，而例子2则在不同机器上有不同表现，依赖于cpu的调度，最关键的地方在于：例子1中wait的进入条件会随着每一轮的执行而改变一次，而例子2中，只有队列为空或满时才会进入wait，因此没有明显规律。
ThreadLocal实现线程范围的共享变量
ThreadLocal的作用和目的：用于实现线程内的数据共享，即对于相同的程序代码，多个模块在同一个线程中运行时要共享一份数据，而在另外线程中运行时又共享另外一份数据。
(1) 每个线程调用全局ThreadLocal对象的set方法，就相当于往其内部的map中增加一条记录，key分别是各自的线程，value是各自的set方法传进去的值。在线程结束时可以调用ThreadLocal.clear()方法，这样会更快释放内存，不调用也可以，因为线程结束后也可以自动释放相关的ThreadLocal变量.
(2) 一个ThreadLocal只能存储一个对象，如果需要存储多个对象，则可以用多个ThreadLocal对象，如果很多，则把这些对象封装到一个实体类中。
(3) ThreadLocal的应用场景:如android中的Looper就存储在ThreadLocal变量中，一个线程只能有一个looper。
Looper.prepare()方法
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
(4) 测试代码
public class ThreadLocalTest {
private static ThreadLocal x = new ThreadLocal();
private static ThreadLocal myThreadScopeData = new ThreadLocal();
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<2;i++){
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
int data = new Random().nextInt();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " has put data :" + data);
x.set(data);
MyThreadScopeData.getThreadInstance().setName("name" + data);
MyThreadScopeData.getThreadInstance().setAge(data);
new A().get();
new B().get();
}
}).start();
}
}
static class A{
public void get(){
int data = x.get();
System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
+ " get data :" + data);
MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
+ " getMyData: " + myData.getName() + "," +
myData.getAge());
}
}
static class B{
public void get(){
int data = x.get();
System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
+ " get data :" + data);
MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
+ " getMyData: " + myData.getName() + "," +
myData.getAge());
}
} }
class MyThreadScopeData{
private MyThreadScopeData(){}
public static MyThreadScopeData getThreadInstance(){
MyThreadScopeData instance = map.get();
if(instance == null){
instance = new MyThreadScopeData();
map.set(instance);
}
return instance;
}
//private static MyThreadScopeData instance = null;//new MyThreadScopeData();
private static ThreadLocal map = new ThreadLocal();
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}