Java中怎么启动和终止线程
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在Java中我们启动线程都是调用Thread类中的start()方法来启动,当线程处理完run()方法里面的逻辑后自动终止。但是在调用start()方法之前,我们需要先构建一个Thread对象,一般我们都是直接使用Thread类的构造函数来创建一个线程对象,Thread构造函数定义如下:
public Thread() { init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); } public Thread(Runnable target) { init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); } Thread(Runnable target, AccessControlContext acc) { init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0, acc, false); } public Thread(ThreadGroup group, Runnable target) { init(group, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); } public Thread(String name) { init(null, null, name, 0); } public Thread(ThreadGroup group, String name) { init(group, null, name, 0); } public Thread(Runnable target, String name) { init(null, target, name, 0); } public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name) { init(group, target, name, 0); } public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name, long stackSize) { init(group, target, name, stackSize); }
我们可以看到在Thread类中定义了这么多的构造函数,但是这些构造函数都是调用init()方法来完成Thread对象的构建,init方法定义如下:
private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize) { init(g, target, name, stackSize, null, true); } /** * * @param g 线程组 * @param target 调用run方法的对象 * @param name 创建新线程的名称 * @param stackSize 构建新线程所需要的堆栈大小 stackSize的值为0时,表示忽略这个参数 * @param acc 上下文 * @param inheritThreadLocals 是否继承thread-locals */ private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,long stackSize, AccessControlContext acc,boolean inheritThreadLocals) { if (name == null) { throw new NullPointerException("name cannot be null"); } this.name = name; //构建线程的父线程就是当前正在运行的线程 Thread parent = currentThread(); SecurityManager security = System.getSecurityManager(); if (g == null) { if (security != null) { g = security.getThreadGroup(); } //如果线程组为空,则尝试用父线程的线程组 if (g == null) { g = parent.getThreadGroup(); } } //安全检查 g.checkAccess(); if (security != null) { if (isCCLOverridden(getClass())) { security.checkPermission(SUBCLASS_IMPLEMENTATION_PERMISSION); } } // 增加线程组中未启动线程的数量 g.addUnstarted(); this.group = g; //继承父线程的Daemon属性 this.daemon = parent.isDaemon(); //继承父线程的优先级 this.priority = parent.getPriority(); //构建合适的类加载器 if (security == null || isCCLOverridden(parent.getClass())) this.contextClassLoader = parent.getContextClassLoader(); else this.contextClassLoader = parent.contextClassLoader; this.inheritedAccessControlContext = acc != null ? acc : AccessController.getContext(); this.target = target; setPriority(priority); if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null) this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals); this.stackSize = stackSize; //给新线程分配一个ID tid = nextThreadID(); }
从init方法中我们看到,线程daemon属性、线程的优先级、资源加载的contextClassLoader以及可继承的ThreadLocal都是继承自父线程。从这里也也验证了前面文章中提到的线程优先级的继承性。在init()方法执行完毕后,一个线程对象就被构建出来了,它存放在堆内存中等待调用start()方法启动。start()方法在Thread类中的定义如下:
public synchronized void start() { // 构建线程threadStatus默认值为0 if (threadStatus != 0) throw new IllegalThreadStateException(); /** * 通知线程组,该线程即将开始启动,将该现场添加到线程组中 */ group.add(this); boolean started = false; try { start0(); started = true; } finally { try { if (!started) { //启动线程失败,将该线程从线程组中移除 group.threadStartFailed(this); } } catch (Throwable ignore) { } } } private native void start0(); void add(Thread t) { synchronized(this) { // 如果线程已经销毁,则抛出异常 if (destroyed) { throw new IllegalThreadStateException(); } // 线程组为空,初始化线程组 if (threads == null) { threads = new Thread[4]; } else if (nthreads == threads.length) { //线程组已经满,则扩容,扩容的大小为原来的2倍 threads = Arrays.copyOf(threads, nthreads * 2); } // 将线程添加到线程组中 threads[nthreads] = t; // 启动线程数量加一 nthreads++; //为启动的线程数量减一 nUnstartedThreads--; } } void threadStartFailed(Thread t) { synchronized(this) { remove(t); nUnstartedThreads++; } } private void remove(Thread t) { synchronized(this) { if (destroyed) { return; } for (int i = 0; i < nthreads; i++) { if (threads[i] == t) { System.arraycopy(threads, i + 1, threads, i, --nthreads - i); threads[nthreads] = null; break; } } } }
从上面源码中,我们可以看出start()方法最终是调用本地方法start0()方法启动线程的。那么start0()这个本地方法具体做了那些事情呢,它主要完成了将Thread在虚拟机中启动,执行构建Thread对象时重写的run()方法,修改threadStatus的值。 从上面start()方法的源码中,start()方法时不能被重复调用的,当重复调用start()方法时,会抛出IllegalThreadStateException异常。说完了线程的启动,我们在来说说线程的终止。
线程终止
我们在看Thread类的源码的时候,发现Thread类提供了stop()、suspend()和resume()方法来讲线程终止,暂停和恢复。但是这些方法在Thread类中被标记为废弃的方法,不推荐开发者使用这些方法。至于原因,小伙伴自己去查阅资料,这里LZ就不在赘述了。既然官方不推荐是用这么方法来终止线程,那我们应该应该用什么来代替呢? stop()方法的替代方案是在线程对象的run方法中循环监视一个变量,这样我们就可以很优雅的终止线程。
public class ThreadOne extends Thread { private volatile boolean flag = true; @Override public void run() { while (flag) { System.out.println(System.currentTimeMillis() / 1000 + " 线程正在运行"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ThreadOne t = new ThreadOne(); t.start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); t.flag = false; } } output: 1554371306 线程正在运行 1554371307 线程正在运行 1554371308 线程正在运行 1554371309 线程正在运行 1554371310 线程正在运行
从上面的示例中,我们可以看到线程在运行了5秒中后,自动关闭了。这是因为主线程在睡眠了5秒后,给ThreadOne类中的flag值赋予了false值。
suspend()和resume()方法的替代方案是使用等待/通知机制。等待/通知的方法是定义在Object类上面的,因此任何类都能实现等待/通知。等待/通知方法定义如下:
// 通知一个在对象上等待的线程,使其从wait()方法返回,而从wait()方法返回的前提是需要获取锁 public final native void notify(); // 通知所有对象上等待的线程, public final native void notifyAll(); // 超时等待,线程在对象上等待timeout毫秒,如果时间超过则直接返回 public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; // 超时等待,超时等待的时间可以控制到纳秒 public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException // 线程在对象上等待,直到有其它的线程调用了notify()或者notifyAll()方法 public final void wait() throws InterruptedException { wait(0); }
等待/通知示例如下:
public class NotifyAndWait { public static void main(String[] args) { Object lock = new Object(); WaitThread waitThread = new WaitThread(lock, "WaitThread"); waitThread.start(); NotifyThread notifyThread = new NotifyThread(lock, "NotifyThread"); notifyThread.start(); } } class WaitThread extends Thread { private Object lock; public WaitThread(Object lock, String name) { super(name); this.lock = lock; } @Override public void run() { synchronized(lock) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始运行..."); try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完成..."); } } } class NotifyThread extends Thread { private Object lock; public NotifyThread(Object lock, String name) { super(name); this.lock = lock; } @Override public void run() { synchronized(lock) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始运行..."); lock.notify(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完成..."); } } } output: WaitThread开始运行... NotifyThread开始运行... NotifyThread执行完成... WaitThread执行完成...
从上面的示例代码中我们看到,当WaitThread线程调用start()方法后,当指定了wait()方法将释放做进入到等待队列,然后NotifyThread获取到了锁,当通知线程执行了notify()方法后,将会通知等待在该锁上面的线程,当NotifyThread线程运行完成后,WaitThread线程将会重新回复执行。 调用wait()方法和notify()方法需要注意一下几点:
调用wait()或notify()方法之前需要获取到锁。
当调用wait()方法后,线程会已经释放锁。
当调用wait()方法后,线程将从运行状态转变为WAITING状态,并将线程方法到等待队列中。
当调用notify()/notifyAll()方法后,线程不会立即释放锁,它必须在线程执行完后释放锁,wait线程才能获取到锁再次执行。
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本文标题:Java中怎么启动和终止线程
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