线程基础与状态
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前言
好久没坚持学习了，所以，这次要好好下定决心学习。多线程与高并发不是一天两天就能弄懂的，需要不断的学习、实践，本次笔者将最近学习的内容知识记录下来。多线程也是一项比较重要的内容，虽然CRUD不太会接触到，但是，在一些相关场景可能会有某些问题是由于线程导致的。
线程的概念
要了解线程的概念，就需要知道什么是进程。简单理解就是一个进程中包含了许多个线程。现在就简单介绍，后续若是有对操作系统进行研究的话会慢慢介绍，具体关于线程进程的内容可以去看看王道的操作系统，里面讲述得特别清楚。
什么是进程？
是系统进行资源分配的基本单位，是操作系统结构的基础，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
什么是线程？
所谓线程就是操作系统(OS)能够进行运算调度的最小单位，是一个基本的CPU执行单元，也是执行程序流的最小单元。能够提高OS的并发性能，减小程序在并发执行时所付出的时空开销。线程是进程的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。线程本身是不拥有系统资源的，但是它能够使用同属进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
在Java线程中是怎样的呢？
在Java中，最常见得就是继承Thread类或者实现Runnable接口，再通过run或者start方法去执行线程。
如以下代码，这是一段很简单得代码块，通过继承Thread类，重写run方法来创建线程，并且通过run和start来运行。
public class Thread_demo01 { private static class Thread1 extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } System.out.println("Thread1-" + i); } } } public static void main(String[] args) { new Thread1().run(); // 顺序执行 // new Thread1().start(); // 线程同时执行 for (int i = 0; i < 5; i++) { try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } System.out.println("main"); } } } 这两种不同得启动方式，出现得现象也是不同的。
- 使用run方法启动线程
- 使用start方法启动线程
关于这两种方式启动线程可以看一下下面的流程图。
run方法是会让线程T1先执行完毕之后，再继续执行主线程，而start方法他是同时执行两个线程。
Java线程的Sleep、Yield、Join方法
1、sleep方法
sleep()需要提供一个时间参数(毫秒)，会使得线程在一定的时间内被暂停执行，在sleep的过程中，线程是不会释放锁的，只会进入阻塞状态，让出cpu给其他线程去执行。如下代码演示，此处不做锁的探究。
public class T3_Thread_Sleep { public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new Thread1()); Thread t2 = new Thread(new Thread2()); t1.start(); t2.start(); } static class Thread1 implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("T1 is running"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } System.out.println("T1 is end"); } } static class Thread2 implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("T2 is running"); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } System.out.println("T2 is end"); } } } 运行之后在T1线程休眠的时候会让出cpu资源给T2线程，T1线程会睡眠1秒，T2睡眠2秒，最终结果如图
2、Yield方法
yield()与sleep()都是让线程暂停执行，也是不会释放锁资源。但是yield并不是让进程进入阻塞态，而是回到就绪态，等待重新获取CPU资源。此时，其他的线程有机会获得cpu资源，也有可能在yield方法进入就绪态后立马变成执行态。如以下代码，同样不考虑锁的问题。
public class T4_Thread_Yield { static class Thread1 implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("T1 is running"); Thread.yield(); System.out.println("T1 is end"); } } static class Thread2 implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("T2 is running"); System.out.println("T2 is end"); } } public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new Thread1()); Thread t2 = new Thread(new Thread2()); t1.start(); t2.start(); } } 经过不同的测试，结果都是不同的。
3、Join方法
join()方法是暂停当前线程，调用执行另一个线程，等待join的线程执行完毕后才能够继续执行当前线程。如以下例子，T1,T2同时开始，在T2线程中join了T1，就会导致T1要先执行完毕之后，才会去执行T2。
public class T5_Thread_Join { public static void main(String[] args) { Thread T1 = new Thread(() -> { System.out.println("T1开始"); for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("线程T1执行中: " + i); } System.out.println("T1结束"); }); Thread T2 = new Thread(() -> { System.out.println("T2开始"); for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("线程T2执行中: " + i); if (i == 3) { try { T1.join(); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } } System.out.println("T2结束"); }); T1.start(); T2.start(); } } 结果如下，不管怎么测试，都会是T2最后执行结束。
Java的线程状态
线程具有最基本的三态(就绪、运行、阻塞)。线程与进程一样，各线程之间也存着共享资源和互相合作的制约关系，致使线程运行时具有间断性。接下来看一下如图，这是五种状态的转化。
线程的不同状态
在Java线程中有6中状态，从线程的创建到线程的终止。线程创建为NEW创建态，通过start启动线程，线程内部会从就绪态转成运行态，在Java线程中统称为“运行态”，线程由于被挂起、调用yeild等方法能够使线程从运行态转成就绪态，也能够通过线程的其他方法或者锁阻塞线程，直到时间结束或者是获得锁等，从而回到RUNABLE状态。
- 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
- 运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（Ready）和运行中（Running）两种状态笼统的称为“运行”。线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（Ready）。就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态（Running）。
- 阻塞(BLOCKED)：表示线程阻塞于锁。
- 等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
- 超时等待(TIMED_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间后自行返回。
- 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。
Java线程的状态转化
如线程状态转换图，以下就是Java线程状态的转换流程。线程可以通过实现Runnable接口或者继承Threa类，然后去实例化Java的线程对象。在线程被执行之前都是属于创建态(NEW)，在调用start方法后，线程就会转成RUNABLE状态，在RUNABLE中，当线程处于就绪态(Ready)的时候，经过调度分配了cpu资源，这时转成了运行态，当线程被挂起、线程执行了yield，线程将会退回就绪态。在运行态(RUNABLE)，也会通过一些处理而被阻塞或者等待。终止状态(TERMINATED)是线程执行完毕退出，此时，终止态的线程不会直接转成创建态。
Java线程状态代码
Java中线程的状态都是在java.lang.Thread.State的枚举类中。
可以看一下以下枚举代码，分别为(NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED)六种。
public enum State { NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED; } 接下来看一下演示代码
public class T6_Thread_State { static class Thread1 extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("run - 当前线程的状态: " + this.getState()); for (int i = 0; i < 5; i++) { try { System.out.println("sleep前 - 当前线程的状态: " + this.getState()); Thread.sleep(1000); System.out.println("sleep后 - 当前线程的状态: " + this.getState()); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread1 t1 = new Thread1(); System.out.println("main - 当前线程的状态: " + t1.getState()); t1.start(); System.out.println("join前 - 当前线程的状态: " + t1.getState()); t1.join(); System.out.println("join后 - 当前线程的状态: " + t1.getState()); } } 运行结果，可以只管看到线程在运行过程种的状态切换。
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