文章目录
- 1. 线程状态
- 1.1 Java线程六种状态及转换
- 1.2 操作系统层次的五种状态
- 2. 线程池(七大核心参数)
- 3. wait vs sleep
- 3.1 wait() 必须配合锁一起使用
- 3.2 wait 方法执行后会释放锁 sleep则不会
- 3.3 interrupt()方法可以提前唤醒sleep线程和wait线程
1. 线程状态
要求
- 掌握 Java 线程六种状态
- 掌握 Java 线程状态转换
- 能理解五种状态与六种状态两种说法的区别
1.1 Java线程六种状态及转换
分别是
- 新建
- 当一个线程对象被创建,但还未调用 start 方法时处于新建状态
- 此时未与操作系统底层线程关联
- 可运行
- 调用了 start 方法,就会由新建进入可运行
- 此时与底层线程关联,由操作系统调度执行
- 终结
- 线程内代码已经执行完毕,由可运行进入终结
- 此时会取消与底层线程关联
- 阻塞
- 当获取锁失败后,由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞,此时不占用 cpu 时间
- 当持锁线程释放锁时,会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程,唤醒后的线程进入可运行状态
- 等待
- 当获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait() 方法,此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合等待,同样不占用 cpu 时间
- 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会按照一定规则唤醒等待集合中的等待线程,恢复为可运行状态
- 有时限等待
- 当获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait(long) 方法,此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合进行有时限等待,同样不占用 cpu 时间
- 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会按照一定规则唤醒等待集合中的有时限等待线程,恢复为可运行状态,并重新去竞争锁
- 如果等待超时,也会从有时限等待状态恢复为可运行状态,并重新去竞争锁
- 还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入有时限等待状态,但与 Monitor 无关,不需要主动唤醒,超时时间到自然恢复为可运行状态
其它情况(只需了解)
- 可以用 interrupt() 方法打断等待、有时限等待的线程,让它们恢复为可运行状态
- park,unpark 等方法也可以让线程等待和唤醒
1.2 操作系统层次的五种状态
这是从 操作系统 层面来描述的
- 【初始状态】仅是在语言层面创建了线程对象,还未与操作系统线程关联
- 【可运行状态】(就绪状态)指该线程已经被创建(与操作系统线程关联),可以由 CPU 调度执行
- 【运行状态】指获取了 CPU 时间片运行中的状态
- 当 CPU 时间片用完,会从【运行状态】转换至【可运行状态】,会导致线程的上下文切换
- 【阻塞状态】
- 如果调用了阻塞 API,如 BIO 读写文件,这时该线程实际不会用到 CPU,会导致线程上下文切换,进入【阻塞状态】
- 等 BIO 操作完毕,会由操作系统唤醒阻塞的线程,转换至【可运行状态】
- 与【可运行状态】的区别是,对【阻塞状态】的线程来说只要它们一直不唤醒,调度器就一直不会考虑调度它们
- 【终止状态】表示线程已经执行完毕,生命周期已经结束,不会再转换为其它状态
2. 线程池(七大核心参数)
要求
- 掌握线程池的 7 大核心参数
七大参数
- corePoolSize 核心线程数目 - 池中会保留的最多线程数
- maximumPoolSize 最大线程数目 - 核心线程+救急线程的最大数目
- keepAliveTime 生存时间 - 救急线程的生存时间,生存时间内没有新任务,此线程资源会释放
- unit 时间单位 - 救急线程的生存时间单位,如秒、毫秒等
- workQueue - 当没有空闲核心线程时,新来任务会加入到此队列排队,队列满会创建救急线程执行任务
- threadFactory 线程工厂 - 可以定制线程对象的创建,例如设置线程名字、是否是守护线程等
- handler 拒绝策略 - 当所有线程都在繁忙,workQueue 也放满时,会触发拒绝策略
- workQueue满了,救急线程数目也达到最大了,后面来任务直接抛异常
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.AbortPolicy
- workQueue满了,救急线程数目也达到最大了,新加的任务由调用者执行(谁去submit任务谁就去执行任务)
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy
- workQueue满了,救急线程数目也达到最大了,后面来的任务之间丢弃。
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy
- workQueue满了,救急线程数目也达到最大了,直接丢弃最早排队任务 (丢弃排队时间最长的任务,把新的任务添加到workQueue)
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy
示例代码:
import org.slf4j.Logger;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;
import static day02.LoggerUtils.*;
public class TestThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
AtomicInteger c = new AtomicInteger(1);
ArrayBlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(2);
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
2,
3,
0,
TimeUnit.MILLISECONDS,
queue,
r -> new Thread(r, "myThread" + c.getAndIncrement()),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
showState(queue, threadPool);
threadPool.submit(new MyTask("1", 3600000));
showState(queue, threadPool);
threadPool.submit(new MyTask("2", 3600000));
showState(queue, threadPool);
threadPool.submit(new MyTask("3"));
showState(queue, threadPool);
threadPool.submit(new MyTask("4"));
showState(queue, threadPool);
threadPool.submit(new MyTask("5", 3600000));
showState(queue, threadPool);
threadPool.submit(new MyTask("6"));
showState(queue, threadPool);
}
private static void showState(ArrayBlockingQueue<Runnable> queue, ThreadPoolExecutor threadPool) {
try {
Thread.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
List<Object> tasks = new ArrayList<>();
for (Runnable runnable : queue) {
try {
Field callable = FutureTask.class.getDeclaredField("callable");
callable.setAccessible(true);
Object adapter = callable.get(runnable);
Class<?> clazz = Class.forName("java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter");
Field task = clazz.getDeclaredField("task");
task.setAccessible(true);
Object o = task.get(adapter);
tasks.add(o);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
main.debug("pool size: {}, queue: {}", threadPool.getPoolSize(), tasks);
}
static class MyTask implements Runnable {
private final String name;
private final long duration;
public MyTask(String name) {
this(name, 0);
}
public MyTask(String name, long duration) {
this.name = name;
this.duration = duration;
}
@Override
public void run() {
try {
LoggerUtils.get("myThread").debug("running..." + this);
Thread.sleep(duration);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public String toString() {
return "MyTask(" + name + ")";
}
}
}
运行结果:
3. wait vs sleep
要求
- 能够说出二者区别
一个共同点,三个不同点
共同点
- wait() ,wait(long) 和 sleep(long) 的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权,进入阻塞状态。
不同点
- 方法归属不同
- sleep(long) 是 Thread 的静态方法
- 而 wait(),wait(long) 都是 Object 的成员方法,每个对象都有
- 醒来时机不同
- 执行 sleep(long) 和 wait(long) 的线程都会在等待相应毫秒后醒来
- wait(long) 和 wait() 还可以被 notify 唤醒,wait() 如果不唤醒就一直等下去
- 它们都可以被打断唤醒(调用线程的 interrupt() 方法)
- 锁特性不同(重点)
- wait 方法的调用必须先获取 wait 对象的锁,而 sleep 则无此限制
- wait 方法执行后会释放对象锁,允许其它线程获得该对象锁(我放弃 cpu,但你们还可以用)
- 而 sleep 如果在 synchronized 代码块中执行,并不会释放对象锁(我放弃 cpu,你们也用不了)
下面是一些示例代码。
3.1 wait() 必须配合锁一起使用
static final Object LOCK = new Object();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
LOCK.wait();
}
运行结果:
static final Object LOCK = new Object();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
synchronized (LOCK){
LOCK.wait();
}
}
3.2 wait 方法执行后会释放锁 sleep则不会
示例代码:
运行结果:
示例代码:
运行结果:
3.3 interrupt()方法可以提前唤醒sleep线程和wait线程
运行结果: