Thread 源码分析

- 日理万妓 2021-09-23 03:20 243阅读 0赞

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线程是程序的一个执行流程，Java虚拟机允许多个线程同时并发执行。   
  
1. 构造方法

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **public** Thread() \{  
2.      init(**null**, **null**, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);  
3.  \}  
4.    
5.  // target - 任务  
6.  **public** Thread(Runnable target) \{  
7.      init(**null**, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);  
8.  \}  
9.    
10. // group - 线程组，target - 任务  
11. **public** Thread(ThreadGroup group, Runnable target) \{  
12.     init(group, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);  
13. \}  
14.   
15. // name - 线程名称  
16. **public** Thread(String name) \{  
17.     init(**null**, **null**, name, 0);  
18. \}  
19.   
20. // group - 线程组，name - 线程名称  
21. **public** Thread(ThreadGroup group, String name) \{  
22.     init(group, **null**, name, 0);  
23. \}  
24.   
25. // target - 任务，name - 线程名称  
26. **public** Thread(Runnable target, String name) \{  
27.     init(**null**, target, name, 0);  
28. \}  
29.   
30. // group - 线程组，target - 任务，name - 线程名称  
31. **public** Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name) \{  
32.     init(group, target, name, 0);  
33. \}  
34.   
35. // group - 线程组，target - 任务，name - 线程名称, stackSize - 栈大小  
36. // 这里的stackSize只是提供一个参考值，和平台相关，JVM根据情况会做适当的调整。  
37. // stackSize大一些，线程就会不容易抛StackOverflowError。  
38. // stackSize小一些，多个线程并发执行不容易抛OutOfMemoryError。  
39. // 栈大小，最大递归深度和并发水平是和平台相关的。  
40. **public** Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name,  
41.                  **long** stackSize) \{  
42.     init(group, target, name, stackSize);  
43. \}

2. 线程启动

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **public** **synchronized** **void** start() \{  
2.      **if** (threadStatus != 0 || **this** != me)  
3.          **throw** **new** IllegalThreadStateException();  
4.      group.add(**this**);  
5.      start0();  
6.      **if** (stopBeforeStart) \{  
7.          stop0(throwableFromStop);  
8.      \}  
9.  \}  
10.   
11. **private** **native** **void** start0();

3. 任务执行   
  
一般由JVM来调用该方法，也可以手动调用。   
  
a. 如果子类覆盖了run()方法，则调用子类的run()   
b. 如果a不成立：   
   b1. 指定了target，则调用target的run()   
   b2. 没有指定target，该方法不做任何事并返回

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **public** **void** run() \{  
2.      **if** (target != **null**) \{  
3.          target.run();  
4.      \}  
5.  \}

所以，下面MyThread的run方法会执行：

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **public** **class** MyThread **extends** Thread \{  
2.      **public** **void** run() \{  
3.          System.out.println("MyThread.run()");  
4.      \}  
5.  \}  
6.    
7.  **new** MyThread(**new** Runnable() \{  
8.      **public** **void** run() \{  
9.          System.out.println("Runnable.run()");  
10.     \}  
11. \}).start();

4. 清理工作   
  
由系统来调用该方法，在线程退出之前清理分配的资源。

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1.  **private** **void** exit() \{  
2.      **if** (group != **null**) \{  
3.          group.remove(**this**);  
4.          group = **null**;  
5.      \}  
6.    
7.      target = **null**;  
8.      threadLocals = **null**;  
9.      inheritableThreadLocals = **null**;  
10.     inheritedAccessControlContext = **null**;  
11.     blocker = **null**;  
12.     uncaughtExceptionHandler = **null**;  
13. \}

5. yield方法   
  
使当前执行线程暂停一会，让其它线程得以执行。只是临时让出时间片，不会释放拥有的锁。

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1.  **public** **static** **native** **void** yield();

6. sleep方法   
  
使当前执行线程休眠指定的时间，不释放持有的锁。

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **public** **static** **native** **void** sleep(**long** millis) **throws** InterruptedException;  
2.    
3.  **public** **static** **void** sleep(**long** millis, **int** nanos)   
4.      **throws** InterruptedException \{  
5.      **if** (millis < 0) \{  
6.          **throw** **new** IllegalArgumentException("timeout value is negative");  
7.      \}  
8.    
9.      **if** (nanos < 0 || nanos > 999999) \{  
10.         **throw** **new** IllegalArgumentException(  
11.             "nanosecond timeout value out of range");  
12.     \}  
13.   
14.     **if** (nanos >= 500000 || (nanos != 0 && millis == 0)) \{ // 纳秒四舍五入，或者毫秒为0且纳秒不为0时  
15.         millis++;  
16.     \}  
17.   
18.     sleep(millis);  
19. \}

7. join方法   
  
等待该线程执行，直到超时或者终止。   
  
可以作为线程通信的一种方式：A线程调用B线程的join方法（阻塞），等待B完成后再往下执行。

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1.  **public** **final** **synchronized** **void** join(**long** millis)   
2.      **throws** InterruptedException \{  
3.      **long** base = System.currentTimeMillis();  
4.      **long** now = 0;  
5.    
6.      **if** (millis < 0) \{  
7.          **throw** **new** IllegalArgumentException("timeout value is negative");  
8.      \}  
9.    
10.     **if** (millis == 0) \{ // 0代表没有时间限制  
11.         **while** (isAlive()) \{  
12.             wait(0); // 无限期的等待  
13.         \}  
14.     \} **else** \{  
15.         **while** (isAlive()) \{  
16.             **long** delay = millis - now;  
17.             **if** (delay <= 0) \{  
18.                 **break**;  
19.             \}  
20.             wait(delay); // 有限期的等待  
21.             now = System.currentTimeMillis() - base;  
22.         \}  
23.     \}  
24. \}  
25.   
26. **public** **final** **synchronized** **void** join(**long** millis, **int** nanos)   
27.     **throws** InterruptedException \{  
28.   
29.     **if** (millis < 0) \{  
30.         **throw** **new** IllegalArgumentException("timeout value is negative");  
31.     \}  
32.   
33.     **if** (nanos < 0 || nanos > 999999) \{  
34.         **throw** **new** IllegalArgumentException(  
35.             "nanosecond timeout value out of range");  
36.     \}  
37.   
38.     **if** (nanos >= 500000 || (nanos != 0 && millis == 0)) \{ // 纳秒四舍五入，或者毫秒为0且纳秒不为0时  
39.         millis++;  
40.     \}  
41.   
42.     join(millis);  
43. \}  
44.   
45. **public** **final** **void** join() **throws** InterruptedException \{  
46.     join(0);  
47. \}

8. 中断

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1.  **public** **void** interrupt() \{  
2.      **if** (**this** != Thread.currentThread())  
3.          checkAccess();  
4.    
5.      **synchronized** (blockerLock) \{  
6.          Interruptible b = blocker;  
7.          **if** (b != **null**) \{  
8.              interrupt0();       // Just to set the interrupt flag  
9.              b.interrupt();  
10.             **return**;  
11.         \}  
12.     \}  
13.     interrupt0();  
14. \}  
15.   
16. // 静态方法：查看当前线程是否中断，并且清除中断标志。  
17. **public** **static** **boolean** interrupted() \{  
18.     **return** currentThread().isInterrupted(**true**);  
19. \}  
20.   
21. // 查看该线程是否中断，但不清除中断标志。  
22. **public** **boolean** isInterrupted() \{  
23.     **return** isInterrupted(**false**);  
24. \}  
25.   
26. **private** **native** **boolean** isInterrupted(**boolean** ClearInterrupted);

9. 守护/普通进程   
  
JVM有很多守护进程：如垃圾回收线程等。没有前台（Non-Daemon）线程时，JVM会退出。

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1.  **public** **final** **void** setDaemon(**boolean** on) \{  
2.      checkAccess();  
3.      **if** (isAlive()) \{  
4.          **throw** **new** IllegalThreadStateException();  
5.      \}  
6.      daemon = on;  
7.  \}

10. 上下文类加载器

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1.  **public** ClassLoader getContextClassLoader() \{  
2.      **if** (contextClassLoader == **null**)  
3.          **return** **null**;  
4.      SecurityManager sm = System.getSecurityManager();  
5.      **if** (sm != **null**) \{  
6.          ClassLoader ccl = ClassLoader.getCallerClassLoader(); // 调用者的类加载器  
7.          **if** (ccl != **null** && ccl != contextClassLoader &&   
8.              !contextClassLoader.isAncestor(ccl)) \{ // 调用者得类加载器不为空，且不和该线程的类加载器相同，也不是该类加载器的祖先时  
9.              sm.checkPermission(SecurityConstants.GET\_CLASSLOADER\_PERMISSION);  
10.         \}  
11.     \}  
12.     **return** contextClassLoader;  
13. \}  
14.   
15. **public** **void** setContextClassLoader(ClassLoader cl) \{  
16.     SecurityManager sm = System.getSecurityManager();  
17.     **if** (sm != **null**) \{  
18.         sm.checkPermission(**new** RuntimePermission("setContextClassLoader"));  
19.     \}  
20.     contextClassLoader = cl;  
21. \}

11. 线程的优先级

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1.  // 最小的优先级  
2.  **public** **final** **static** **int** MIN\_PRIORITY = 1;  
3.    
4.  // 正常的优先级  
5.  **public** **final** **static** **int** NORM\_PRIORITY = 5;  
6.    
7.  // 最大的优先级  
8.  **public** **final** **static** **int** MAX\_PRIORITY = 10;  
9.    
10. **public** **final** **void** setPriority(**int** newPriority) \{  
11.     ThreadGroup g;  
12.     checkAccess();  
13.     **if** (newPriority > MAX\_PRIORITY || newPriority < MIN\_PRIORITY) \{  
14.         **throw** **new** IllegalArgumentException();  
15.     \}  
16.     **if**((g = getThreadGroup()) != **null**) \{  
17.         **if** (newPriority > g.getMaxPriority()) \{  
18.             newPriority = g.getMaxPriority();  
19.         \}  
20.         setPriority0(priority = newPriority);  
21.     \}  
22. \}

a. 线程的优先级在不同的系统平台上，对应的系统优先级会不同；可能多个优先级对应同一个系统优先级。   
  
b. 优先级高的线程并不一定会优先执行，这个由JVM来解译并向系统提供参考。   
  
12. 线程的状态

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **public** **enum** State \{  
2.      // 新建的线程，还没调用start()方法  
3.      NEW,  
4.    
5.      // 可以运行，需要等到其它资源（如CPU）就绪才能运行  
6.      RUNNABLE,  
7.    
8.      // 线程调用wait()后等待内置锁进入同步块或方法  
9.      BLOCKED,  
10.   
11.     // 在调用无参的wait(),Thread.join()或LockSupport.lock()方法后进入等待状态  
12.     WAITING,  
13.   
14.     // 调用Thread.sleep(), 有时间参数的wait(), 有时间参数的Thread.join(), LockSupport.parkNanos或LockSupport.parkUtil方法后进行有期限的等待状态  
15.     TIMED\_WAITING,  
16.   
17.     // 执行完毕的线程状态  
18.     TERMINATED;  
19. \}  
20.   
21. **public** State getState() \{  
22.     // get current thread state  
23.     **return** sun.misc.VM.toThreadState(threadStatus);  
24. \}

13. 未检查异常处理器

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1.  **public** **interface** UncaughtExceptionHandler \{   
2.      **void** uncaughtException(Thread t, Throwable e);  
3.  \}  
4.    
5.  **private** **volatile** UncaughtExceptionHandler uncaughtExceptionHandler;  
6.    
7.  **private** **static** **volatile** UncaughtExceptionHandler defaultUncaughtExceptionHandler;  
8.    
9.  // 设置线程默认的未检查异常处理器  
10. **public** **static** **void** setDefaultUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh) \{  
11.     SecurityManager sm = System.getSecurityManager();  
12.     **if** (sm != **null**) \{  
13.         sm.checkPermission(  
14.             **new** RuntimePermission("setDefaultUncaughtExceptionHandler")  
15.         );  
16.     \}  
17.   
18.     defaultUncaughtExceptionHandler = eh;  
19. \}  
20.   
21. **public** UncaughtExceptionHandler getUncaughtExceptionHandler() \{   
22.     **return** uncaughtExceptionHandler != **null** ?  
23.         uncaughtExceptionHandler : group;  
24. \}  
25.   
26. **public** **void** setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh) \{   
27.     checkAccess();  
28.     uncaughtExceptionHandler = eh;  
29. \}  
30.   
31. // 只由JVM调用  
32. **private** **void** dispatchUncaughtException(Throwable e) \{  
33.     getUncaughtExceptionHandler().uncaughtException(**this**, e);  
34. \}

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