Thread源码剖析

柔光的暖阳◎ 2021-09-15 06:32 282阅读 0赞

# 前言 #

昨天已经写了：

*  [多线程三分钟就可以入个门了！][Link 1]

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！][Link 1]

## 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：

![162d8e1492b6ab0d_w_1212_h_144_f_png_s_5483][]

`nextThreadNum()`的方法实现是这样的：

![162d8e1491036dd3_w_745_h_102_f_png_s_3091][]

基于这么一个变量–>**线程初始化的数量**

![162d8e1492ea1418_w_1004_h_194_f_png_s_8525][]

点进去看到init方法就可以确定了：  
![162d8e149635ef31_w_1053_h_228_f_png_s_12423][]

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**！

![162d8e14924a10f1_w_778_h_160_f_png_s_5062][]

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：

![162d8e148b75f9f5_w_722_h_208_f_png_s_6031][]

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；

![162d8e154023b41f_w_986_h_265_f_png_s_9298][]

检查是否有权限修改：

![162d8e15bff0d77b_w_1000_h_274_f_png_s_9241][]

至于threadStatus这个状态属性，**貌似没发现他会在哪里修改**：

![162d8e1538cfbe15_w_906_h_333_f_png_s_7857][]

## 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**~

![162d8e154d433bfd_w_637_h_194_f_png_s_5227][]

原理：这也就为什么我们要在**启动之前**设置守护线程了。

![162d8e158a2d73c5_w_855_h_218_f_png_s_8802][]

## 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：

![162d8e156df6aa64_w_794_h_403_f_png_s_10422][]

实现：

![162d8e15d61c11d4_w_1142_h_471_f_png_s_19979][]

`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！

![162d1981d884c051_w_1080_h_1440_f_jpeg_s_151856][]

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**！

![162d8e15ed7f6efa_w_1136_h_535_f_png_s_23493][]

于是乎，我们的图就可以补充成这样：

![162d8e15f2b616c9_w_1183_h_742_f_png_s_31288][]

### 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**

![162d8e1629a9f27c_w_1381_h_484_f_png_s_26395][]

于是乎，我们的图就可以补充成这样：

![162d8e16264b9c5d_w_1155_h_748_f_png_s_38803][]

### 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**~

![162d8e166e37c59a_w_1067_h_512_f_png_s_17537][]

我们进去看看**具体的实现**：

![162d8e16a08b92c4_w_1918_h_1677_f_png_s_139853][]

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

![162d8e16ab75dedf_w_1208_h_65_f_png_s_3295][]

**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：

![162d8e16a948847f_w_1140_h_745_f_png_s_46361][]

### 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：

![162d8e16e2e908f9_w_1918_h_2001_f_png_s_202141][]

再来看看刚才说抛出的异常是什么东东吧：

![162d8e16e562fe4f_w_1305_h_713_f_png_s_37025][]

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**

![162d8e1738e3b65b_w_1214_h_454_f_png_s_20208][]

![162d8e17784bf5da_w_1232_h_596_f_png_s_28434][]

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：

![162d8e175c87cfbb_w_706_h_435_f_png_s_9660][]

接下来我们分析它的**执行流程**是怎么样的：

![162d8e1786e316a1_w_1473_h_752_f_png_s_47688][]

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_w-wfy_p_6414801.html]
 *  [https://www.cnblogs.com/carmanloneliness/p/3516405.html][https_www.cnblogs.com_carmanloneliness_p_3516405.html]
 *  [https://www.zhihu.com/question/41048032/answer/89478427][https_www.zhihu.com_question_41048032_answer_89478427]
 *  [https://www.zhihu.com/question/41048032/answer/89431513][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】][Link 2]
 *  [操作系统第二篇【进程管理】][Link 3]
 *  [操作系统第三篇【线程】][Link 4]
 *  [操作系统第四篇【处理机调度】][Link 5]
 *  [操作系统第五篇【死锁】][Link 6]
 *  [操作系统第六篇【存储器管理】][Link 7]
 *  [操作系统第七篇【设备管理】][Link 8]

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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[Link 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njg5MDA5NA==&mid=2247484186&idx=1&sn=2a7b937e6d3b1623aceac199d3e402f9&chksm=ebd7421bdca0cb0d6206db8c7f063c884c3f0b285975c8e896fde424660b4ccb88da1549f32c#rd
[162d8e1492b6ab0d_w_1212_h_144_f_png_s_5483]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e1492b6ab0d?w=1212&h=144&f=png&s=5483
[162d8e1491036dd3_w_745_h_102_f_png_s_3091]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e1491036dd3?w=745&h=102&f=png&s=3091
[162d8e1492ea1418_w_1004_h_194_f_png_s_8525]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e1492ea1418?w=1004&h=194&f=png&s=8525
[162d8e149635ef31_w_1053_h_228_f_png_s_12423]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e149635ef31?w=1053&h=228&f=png&s=12423
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[162d8e148b75f9f5_w_722_h_208_f_png_s_6031]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e148b75f9f5?w=722&h=208&f=png&s=6031
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[162d8e15bff0d77b_w_1000_h_274_f_png_s_9241]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e15bff0d77b?w=1000&h=274&f=png&s=9241
[162d8e1538cfbe15_w_906_h_333_f_png_s_7857]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e1538cfbe15?w=906&h=333&f=png&s=7857
[162d8e154d433bfd_w_637_h_194_f_png_s_5227]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e154d433bfd?w=637&h=194&f=png&s=5227
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[162d8e156df6aa64_w_794_h_403_f_png_s_10422]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e156df6aa64?w=794&h=403&f=png&s=10422
[162d8e15d61c11d4_w_1142_h_471_f_png_s_19979]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e15d61c11d4?w=1142&h=471&f=png&s=19979
[162d1981d884c051_w_1080_h_1440_f_jpeg_s_151856]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/17/162d1981d884c051?w=1080&h=1440&f=jpeg&s=151856
[162d8e15ed7f6efa_w_1136_h_535_f_png_s_23493]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e15ed7f6efa?w=1136&h=535&f=png&s=23493
[162d8e15f2b616c9_w_1183_h_742_f_png_s_31288]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e15f2b616c9?w=1183&h=742&f=png&s=31288
[162d8e1629a9f27c_w_1381_h_484_f_png_s_26395]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e1629a9f27c?w=1381&h=484&f=png&s=26395
[162d8e16264b9c5d_w_1155_h_748_f_png_s_38803]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e16264b9c5d?w=1155&h=748&f=png&s=38803
[162d8e166e37c59a_w_1067_h_512_f_png_s_17537]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e166e37c59a?w=1067&h=512&f=png&s=17537
[162d8e16a08b92c4_w_1918_h_1677_f_png_s_139853]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e16a08b92c4?w=1918&h=1677&f=png&s=139853
[162d8e16ab75dedf_w_1208_h_65_f_png_s_3295]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e16ab75dedf?w=1208&h=65&f=png&s=3295
[162d8e16a948847f_w_1140_h_745_f_png_s_46361]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e16a948847f?w=1140&h=745&f=png&s=46361
[162d8e16e2e908f9_w_1918_h_2001_f_png_s_202141]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e16e2e908f9?w=1918&h=2001&f=png&s=202141
[162d8e16e562fe4f_w_1305_h_713_f_png_s_37025]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e16e562fe4f?w=1305&h=713&f=png&s=37025
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[162d8e17784bf5da_w_1232_h_596_f_png_s_28434]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/18/162d8e17784bf5da?w=1232&h=596&f=png&s=28434
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