Thread源码剖析

前言

昨天已经写了：

• 多线程三分钟就可以入个门了！

如果没看的同学建议先去阅读一遍哦~

在写文章之前通读了一遍《Java 核心技术 卷一》的并发章节和《Java并发编程实战》前面的部分，回顾了一下以前写过的笔记。从今天开始进入多线程的知识点咯~

我其实也是相当于从零开始学多线程的，如果文章有错的地方还请大家多多包含，不吝在评论区下指正呢~~

一、Thread线程类API

声明本文使用的是JDK1.8

实现多线程从本质上都是由Thread类来进行操作的~我们来看看Thread类一些重要的知识点。Thread这个类很大，不可能整个把它看下来，只能看一些常见的、重要的方法。

顶部注释的我们已经解析过了，如果不知道的同学可前往：多线程三分钟就可以入个门了！

1.1设置线程名

我们在使用多线程的时候，想要查看线程名是很简单的，调用Thread.currentThread().getName()即可。

如果没有做什么的设置，我们会发现线程的名字是这样子的：主线程叫做main，其他线程是Thread-x

下面我就带着大家来看看它是怎么命名的：

nextThreadNum()的方法实现是这样的：

基于这么一个变量-->线程初始化的数量

点进去看到init方法就可以确定了：

看到这里，如果我们想要为线程起个名字，那也是很简单的。Thread给我们提供了构造方法！

下面我们来测试一下：

• 实现了Runnable的方式来实现多线程：

public class MyThread implements Runnable {
    
    @Override
    public void run() {
        // 打印出当前线程的名字
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

测试：

public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {


        MyThread myThread = new MyThread();

        //带参构造方法给线程起名字
        Thread thread1 = new Thread(myThread, "关注公众号Java3y");
        Thread thread2 = new Thread(myThread, "qq群：742919422");


        thread1.start();
        thread2.start();
        
        // 打印当前线程的名字
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

结果：

当然了，我们还可以通过setName(String name)的方法来改掉线程的名字的。我们来看看方法实现；

检查是否有权限修改：

至于threadStatus这个状态属性，貌似没发现他会在哪里修改：

1.2守护线程

守护线程是为其他线程服务的

• 垃圾回收线程就是守护线程~

守护线程有一个特点：

• 当别的用户线程执行完了，虚拟机就会退出，守护线程也就会被停止掉了。
• 也就是说：守护线程作为一个服务线程，没有服务对象就没有必要继续运行了

使用线程的时候要注意的地方

1. 在线程启动前设置为守护线程，方法是setDaemon(boolean on)
2. 使用守护线程不要访问共享资源(数据库、文件等)，因为它可能会在任何时候就挂掉了。
3. 守护线程中产生的新线程也是守护线程

测试一波：

public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {


        MyThread myThread = new MyThread();

        //带参构造方法给线程起名字
        Thread thread1 = new Thread(myThread, "关注公众号Java3y");
        Thread thread2 = new Thread(myThread, "qq群：742919422");

        // 设置为守护线程
        thread2.setDaemon(true);

        thread1.start();
        thread2.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

上面的代码运行多次可以出现(电脑性能足够好的同学可能测试不出来)：线程1和主线程执行完了，我们的守护线程就不执行了~

原理：这也就为什么我们要在启动之前设置守护线程了。

1.3优先级线程

线程优先级高仅仅表示线程获取的CPU时间片的几率高，但这不是一个确定的因素！

线程的优先级是高度依赖于操作系统的，Windows和Linux就有所区别(Linux下优先级可能就被忽略了)~

可以看到的是，Java提供的优先级默认是5，最低是1，最高是10：

实现：

setPriority0是一个本地(navite)的方法：

 private native void setPriority0(int newPriority);

1.4线程生命周期

在上一篇介绍的时候其实也提过了线程的线程有3个基本状态：执行、就绪、阻塞

在Java中我们就有了这个图，Thread上很多的方法都是用来切换线程的状态的，这一部分是重点！

其实上面这个图是不够完整的，省略掉了一些东西。后面在讲解的线程状态的时候我会重新画一个~

下面就来讲解与线程生命周期相关的方法~

1.4.1sleep方法

调用sleep方法会进入计时等待状态，等时间到了，进入的是就绪状态而并非是运行状态！

于是乎，我们的图就可以补充成这样：

1.4.2yield方法

调用yield方法会先让别的线程执行，但是不确保真正让出

• 意思是：我有空，可以的话，让你们先执行

于是乎，我们的图就可以补充成这样：

1.4.3join方法

调用join方法，会等待该线程执行完毕后才执行别的线程~

我们进去看看具体的实现：

wait方法是在Object上定义的，它是native本地方法，所以就看不了了：

wait方法实际上它也是计时等待(如果带时间参数)的一种！，于是我们可以补充我们的图：

1.4.3interrupt方法

线程中断在之前的版本有stop方法，但是被设置过时了。现在已经没有强制线程终止的方法了！

由于stop方法可以让一个线程A终止掉另一个线程B

• 被终止的线程B会立即释放锁，这可能会让对象处于不一致的状态。
• 线程A也不知道线程B什么时候能够被终止掉，万一线程B还处理运行计算阶段，线程A调用stop方法将线程B终止，那就很无辜了~

总而言之，Stop方法太暴力了，不安全，所以被设置过时了。

我们一般使用的是interrupt来请求终止线程~

• 要注意的是：interrupt不会真正停止一个线程，它仅仅是给这个线程发了一个信号告诉它，它应该要结束了(明白这一点非常重要！)
• 也就是说：Java设计者实际上是想线程自己来终止，通过上面的信号，就可以判断处理什么业务了。
• 具体到底中断还是继续运行，应该由被通知的线程自己处理

Thread t1 = new Thread( new Runnable(){
    public void run(){
        // 若未发生中断，就正常执行任务
        while(!Thread.currentThread.isInterrupted()){
            // 正常任务代码……
        }
        // 中断的处理代码……
        doSomething();
    }
} ).start();

再次说明：调用interrupt()并不是要真正终止掉当前线程，仅仅是设置了一个中断标志。这个中断标志可以给我们用来判断什么时候该干什么活！什么时候中断由我们自己来决定，这样就可以安全地终止线程了！

我们来看看源码是怎么讲的吧：

再来看看刚才说抛出的异常是什么东东吧：

所以说：interrupt方法压根是不会对线程的状态造成影响的，它仅仅设置一个标志位罢了

interrupt线程中断还有另外两个方法(检查该线程是否被中断)：

• 静态方法interrupted()-->会清除中断标志位
• 实例方法isInterrupted()-->不会清除中断标志位

上面还提到了，如果阻塞线程调用了interrupt()方法，那么会抛出异常，设置标志位为false，同时该线程会退出阻塞的。我们来测试一波：

public class Main {
    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();

        // 创建线程并启动
        Thread t = new Thread(main.runnable);
        System.out.println("This is main ");
        t.start();

        try {

            // 在 main线程睡个3秒钟
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("In main");
            e.printStackTrace();
        }

        // 设置中断
        t.interrupt();
    }

    Runnable runnable = () -> {
        int i = 0;
        try {
            while (i < 1000) {

                // 睡个半秒钟我们再执行
                Thread.sleep(500);

                System.out.println(i++);
            }
        } catch (InterruptedException e) {


            // 判断该阻塞线程是否还在
            System.out.println(Thread.currentThread().isAlive());

            // 判断该线程的中断标志位状态
            System.out.println(Thread.currentThread().isInterrupted());

            System.out.println("In Runnable");
            e.printStackTrace();
        }
    };
}

结果：

接下来我们分析它的执行流程是怎么样的：

2018年4月18日20:32:15(哇，这个方法真的消耗了我非常长的时间).....感谢@开始de痕迹的指教~~~~~

该参考资料：

• https://www.cnblogs.com/w-wfy/p/6414801.html
• https://www.cnblogs.com/carmanloneliness/p/3516405.html
• https://www.zhihu.com/question/41048032/answer/89478427
• https://www.zhihu.com/question/41048032/answer/89431513

二、总结

可以发现我们的图是还没有补全的~后续的文章讲到同步的时候会继续使用上面的图的。在Thread中重要的还是那几个可以切换线程状态的方法，还有理解中断的真正含义。

使用线程会导致我们数据不安全，甚至程序无法运行的情况的，这些问题都会再后面讲解到的~

之前在学习操作系统的时候根据《计算机操作系统-汤小丹》这本书也做了一点点笔记，都是比较浅显的知识点。或许对大家有帮助

• 操作系统第一篇【引论】
• 操作系统第二篇【进程管理】
• 操作系统第三篇【线程】
• 操作系统第四篇【处理机调度】
• 操作系统第五篇【死锁】
• 操作系统第六篇【存储器管理】
• 操作系统第七篇【设备管理】

参考资料：

• 《Java核心技术卷一》
• 《Java并发编程实战》
• 《计算机操作系统-汤小丹》

如果文章有错的地方欢迎指正，大家互相交流。习惯在微信看技术文章，想要获取更多的Java资源的同学，可以关注微信公众号:Java3y。为了大家方便，刚新建了一下qq群：742919422，大家也可以去交流交流。谢谢支持了！希望能多介绍给其他有需要的朋友

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