Java 线程总结(一)

Java 线程总结(一) —— 线程的基本概念

1、并发：在程序中创建线程来启动多条执行流，从而达到并发。

2、线程：表示一条单独的执行流，它有自己的程序执行计数器，有自己的栈。

3、Java 中有两种创建线程的方式，不管用哪种方式创建线程，都有以下特征：

run() 方法是线程执行的主体，run() 方法也是线程执行的入口。线程只会执行 run() 方法里面的语句「包括被 run() 方法调用的语句」。

启动线程必须通过 Thread 对象的 start() 方法进行启动，线程启动以后就会去执行对应的 run() 方法。

4、在多线程中，当所有线程都执行完毕的时候，程序才会退出「这里的线程不包括 daemon 守护线程」。即：当整个程序中剩下的都是 daemo 线程的时候，程序就会退出。

5、Java 中线程有一个优先级的概念，这个优先级会被映射到操作系统中线程的优先级，优先级映射到操作系统中时，到底有没有用，有多大用，都是未知不可控的。优先级对操作系统而言更多的是一种建议和提示，开发中，不要过于依赖优先级。

6、线程的状态

7、什么是守护线程 daemon？
它一般是其他线程的辅助线程，在它辅助的主线程退出的时候，它就没有存在的意义了。例如：在我们运行一个即使最简单的「hello world」的程序时，实际上，Java 也会创建多个线程，除了 main 线程外，至少还有一个负责垃圾回收的线程，这个线程就是 daemo 线程，在 main 线程结束的时候，垃圾回收线程也会退出。

8、Thread 的 sleep 方法：让当前线程睡眠指定的时间。睡眠期间，线程会让出 cpu，但是不会放弃对象锁。

9、Thread 的 yield 方法：让当前线程让出 cup。调用该方法，是告诉操作系统的调度器，我现在不着急占用 CPU，你可以先让其他线程运行。不过这个也仅仅只是建议，调度器如何处理是不一定的。该方法可能会让出 CPU，让出 CPU 后，它自己进入到就绪队列，接着参与下一次的 CPU 竞争，有可能再次拿到 CPU，并且该方法是不释放对象锁的。

10、Thread 的 join 方法：让调用 join 的线程等待该线程结束。

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread();
        t.start();
        /**
         * main 线程调用 t.join() 方法
         * 即调用 join 的线程是 main 线程
         * 即让 main 线程等到 t 线程结束
         */
        t.join();
    }
}

join 方法的本质是调用了 wait() 方法，由于使用 wait() 方法，那么必定有一个地方在 wait() 所等待的条件满足时，唤醒该线程。这个地方就是：当线程运行结束的时候，Java 系统调用 notifyAll 来通知。

11、在分析代码执行过程时，理解代码在被哪个线程执行是很重要的。要理清执行流、内存和程序代码之间的关系。

12、当多条执行流执行相同的程序代码时，每条执行流都有自己单独的栈，方法中的参数和局部变量都有自己的一份。当多条执行流可以操作相同的变量时，可能会出现一些意料之外的结果。

13、什么竞态条件？
所谓竞态条件「race condition」是指，当多个线程访问和操作同一个对象时，最终执行结果与执行时序有关，可能正确也可能不正确。

当两个线程竞争同一资源时，如果对资源的访问顺序敏感，就称存在竞态条件。导致竞态条件发生的代码区称作临界区。在临界区中使用适当的同步就可以避免竞态条件。

解决竞态条件的方法有：使用 synchronized 关键字、使用显示锁、使用原子变量。

14、什么是内存可见性问题？
多个线程可以共享访问和操作相同的变量，但一个线程对一个共享变量的修改，另一个线程不一定马上就能看到，甚至永远也看不到。

在计算机系统中，除了内存，数据还会被缓存在 CPU 的寄存器以及各级缓存中，当访问一个变量时，可能直接从寄存器或 CPU 缓存中获取，而不一定到内存中去取，当修改一个变量时，也可能是先写到缓存中，而稍后才会同步更新到内存中。在单线程的程序中，这一般不是个问题，但在多线程的程序中，尤其是在有多 CPU 的情况下，这就是个严重的问题。一个线程对内存的修改，另一个线程看不到，一是修改没有及时同步到内存，二是另一个线程根本就没从内存读。

解决内存可见性的方法有：使用 volatile 关键字、使用 synchronized 关键字、使用显示锁。

15、线程的优点：充分利用多 CPU 的计算能力；充分利用硬件资源；在用户界面「GUI」应用程序中，保持程序的响应性；简化建模及 IO 处理。

16、线程的成本：需要消耗操作系统的资源；需要创建时间；线程调度和切换。