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第十四章 并发

• 每一个任务称为一个线程；是线程控制的简称；
• 多线程程序：同时运行一个以上线程的程序。
• 每个进程拥有自己的一整套变量；而线程则共享数据；
• 共享变量使线程之间的通信比进程之间的通信更有效、更容易；线程比进程更“轻量级”，线程的创建和撤销开销小。

14.1 什么是线程

14.1.1 使用线程给其他任务提供机会

public interface Runnable
{
	void run();
}

Runnable r = ()->{task code};
Thread t = new Thread(r);
t.start();

14.2 中断线程

Runnable r= ()-> {
try
{
	while (!Thread.currentThread().islnterrupted0 && morework todo)
	{
	do more work
	}
}
catch(InterruptedException e)
{
// thread was interr叩ted during sleep or wait
}
finally
{
	cleanup,ifrequired
}
// exiting the run method terminates the thread
} ;

14.3 线程状态

线程可以有如下6 种状态：

• New (新创建）
• Runnable (可运行）
• Blocked ( 被阻塞）
• Waiting (等待）
• Timed waiting (计时等待）
• Terminated ( 被终止）

14.3.1 新建线程

new Thread®; 线程还没开始运行；

14.3.2 可运行线程

• 一旦调用start方法，线程处于 runnable状态；
• 可能正在运行； 也可能没有运行；

14.3.3 被阻塞线程和等待线程

暂时不活动；不运行任何代码且消耗最小资源；

• 一个线程试图获取一个内部的对象琐，该琐被其他线程所持有，该线程进入阻塞状态；当所有其他线程释放该琐，并且线程调度器允许本线程持有他，该线程变成非阻塞状态；
• 当线程等待另一个线程通知调度器一个条件时，他进入等待状态；
• 有几个方法有一个超时参数。调用他们呆滞线程进入计时等待状态（timed waiting，状态将一直保持到超时期满或者接收到适当的通知。
  超时参数的方法有：Thread.sleep、Object.wait、Thread.join、Lock.tryLock和Condition.await；

14.3.4 被终止的线程

两个原因：

• run方法正常退出而自然死亡；
• 因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡；

14.4 线程属性

14.4.1 线程优先级

• 每个线程又有个优先级；

• 默认情况，一个线程继承它父线程的优先级；

• setPriority方法提高或降低线程的优先级

• 优先级设置为MIN_PRIORITY和MAX_PRIORITY之间的任何值。NORM_PRIORITY被定义为5；

• 线程调度器优先选择较高优先级线程；

• 线程优先级高度依赖于系统；

14.4.2 守护线程

• t.setDaemon(true);
  将线程转换为守护线程（daemon thread）
• 唯一用途：为其他线程提供服务；
• 计时器，定时发送“计时器滴答”信号给其他线程；或清空过时的高速缓存项的线程；
• 只剩下守护线程时，虚拟机就推出了；
• 守护线程应该永远不去访问固有资源，如文件、数据库等； 它会在任何时候升值在一个操作的中间发生中断；

14.4.3 未捕获异常处理器

• 处理器必须属于一个实现 Thread.UncaughtExceptionHandler接口的类；
  void uncaughtException(Thread t, Throwable e);
• 可以用setUncaughtExceptionHandler方法为任何线程安装一个处理器；
• 也可以用Thread类的静态方法 setDefaultUncaughtExceptionHandler 为所有线程安装一个默认的处理器；
• 默认的处理器为空；此时的处理器就是该线程的ThreadGroup对象；

uncaughtException方法做如下操作：
1、如果该线程组有父线程组，那么父线程组的uncaughtException方法被调用；
2、否则，如果Thread.getDefaultExceptionHandler方法返回一个非空的处理器，则调用该处理器。
3、否则，如果Throwable是ThreadDeath的一个实例，什么都不做
4、否则，线程的名字以及Throwable的战轨迹被输出到System.err上。

14.5 同步

两个或两个以上的

14.6 阻塞队列

• 多线程问题，可以通过使用一个或多个队列以优雅且安全的方式将其形式化。
  生产者线程向队列插入元素，消费者线程取出他们。
• 使用队列，可以安全的从一个线程向另一个线程传递数据。
  将指令对象插入队列，另一个线程从队列取出指令执行转账；只有该线程可以访问银行对象的内部，因此不需要同步。

阻塞队列：试图向队列添加元素而队列已满，或是想从队列移除元素而队列为空的时候，导致线程阻塞。
多线程合作：工作者线程可以周期性的将中间结果放在阻塞队列；其他的工作者线程移出中间结果并进一步加以修改。

• 队列会自动地平衡负载，互相等待。

阻塞队列分为3类，取决于当队列满或空时他们的响应方式。

• 当队列当作县城管理工具来使用，用put和take方法。
• 当试图向满地队列中添加或从空的队列中移除元素时，add、remove、element操作抛出异常。
• 一个多线程程序中，队列会在任何时候满或空，一定要用offer、poll、peek方法做替代。

注释
因为poll、peek返回空代表失败，向队列插入null值是非法的。

• 带超时地offer方法和poll方法地变体：

  • boolean success = q.offer(x, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
    100毫秒内在队列尾部插入一个元素，成功true；否则超时，false；

  • Object head = q.poll(100, TimeUnit.MILLISECONDS);

14.7 线程安全的集合

14.7.1 高效地映射、集合队列

java.util.concurrent提供： ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet和ConcurrentLinkedQueue。

14.8 Callable与Future

14.9 执行器

14.10 同步器

14.11 线程与Swing