聊聊Java中線程的生命周期
線程的生命周期
- 新建(New):當創(chuàng)建一個Thread對象時,線程處于新建狀態(tài)。此時線程還沒有開始執(zhí)行,需要調(diào)用start()方法來啟動線程。
- 就緒(Runnable):當調(diào)用start()方法后,線程進入就緒狀態(tài)。此時線程已經(jīng)被加入到線程調(diào)度器中,但還沒有開始執(zhí)行。線程調(diào)度器會根據(jù)線程的優(yōu)先級來決定哪個線程可以先執(zhí)行。
- 運行(Running):當線程被線程調(diào)度器選中后,線程進入運行狀態(tài)。此時線程開始執(zhí)行run()方法中的代碼。
- 阻塞(Blocked):在運行狀態(tài)下,線程可能會被阻塞。當線程等待某個條件滿足時,或者被其他線程調(diào)用了sleep()、wait()、join()等方法時,線程會進入阻塞狀態(tài)。在阻塞狀態(tài)下,線程不會占用CPU資源。
- 終止(Terminated):線程的生命周期最終會結(jié)束,有兩種方式可以使線程終止。一種是run()方法執(zhí)行完畢,線程自然結(jié)束;另一種是調(diào)用線程的stop()方法,強制終止線程的執(zhí)行。
需要注意的是,線程的狀態(tài)不是固定不變的,線程可以在不同的狀態(tài)之間切換。例如,一個線程在運行狀態(tài)下可能被阻塞,然后再回到運行狀態(tài)。線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是由線程調(diào)度器來控制的。
線程的命名
在Java中,可以為線程設(shè)置名稱以便于標識和調(diào)試。如果沒有設(shè)置名稱,現(xiàn)成的默認名稱為Thread-0、Thread-1...。線程的命名可以通過以下兩種方式進行:
- 在創(chuàng)建線程時,可以通過Thread類的構(gòu)造方法設(shè)置線程的名稱。例如:
Thread thread = new Thread("MyThread");
這樣就創(chuàng)建了一個名為"MyThread"的線程。
- 可以通過調(diào)用Thread類的setName()方法來設(shè)置線程的名稱。例如:
Thread thread = new Thread();
thread.setName("MyThread");
這樣也可以將線程的名稱設(shè)置為"MyThread"。如果在線程啟動之后設(shè)置名稱無效。
線程的名稱可以通過Thread類的getName()方法來獲取。例如:
String threadName = thread.getName();
這樣就可以獲取到線程的名稱。
線程的命名對于調(diào)試和日志記錄非常有用,可以方便地區(qū)分不同的線程。在多線程程序中,合理設(shè)置線程的名稱可以提高代碼的可讀性和可維護性。
線程的父子關(guān)系
線程之間存在父子關(guān)系。具體來說,每個線程都有一個父線程,除了主線程外。主線程是Java程序的入口點,它沒有父線程。
當一個線程創(chuàng)建了另一個線程時,創(chuàng)建的線程成為新線程的子線程,而創(chuàng)建新線程的線程成為新線程的父線程。父線程可以通過調(diào)用子線程的方法來控制子線程的行為,例如啟動、暫停、恢復和停止等。
可以使用Thread類的構(gòu)造方法或者實現(xiàn)Runnable接口來創(chuàng)建線程。當一個線程創(chuàng)建了另一個線程時,新線程的父線程就是創(chuàng)建它的線程。
示例代碼:
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread parentThread = Thread.currentThread();
System.out.println("父線程:" + parentThread.getName());
Thread childThread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Thread currentThread = Thread.currentThread();
System.out.println("子線程:" + currentThread.getName());
}
});
childThread.start();
}
}
在上面的示例中,主線程是父線程,通過調(diào)用Thread.currentThread()方法獲取當前線程的引用。然后創(chuàng)建了一個子線程,并在子線程的run()方法中打印子線程的名稱。
輸出結(jié)果如下:
父線程:main
子線程:Thread-0
可以看到,主線程的名稱是"main",子線程的名稱是"Thread-0"。這表明子線程是由主線程創(chuàng)建的,它們之間存在父子關(guān)系。子線程會和父線程同屬于一個ThreadGroup。
ThreadGroup
ThreadGroup是用于管理線程的類。它可以用來創(chuàng)建一組相關(guān)的線程,并對這組線程進行統(tǒng)一的控制和管理。
使用ThreadGroup可以方便地對一組線程進行批量操作,比如設(shè)置線程組的優(yōu)先級、中斷線程組中的所有線程、檢查線程組中活動線程的數(shù)量等。
以下是ThreadGroup類的一些常用方法:
- ThreadGroup(String name): 創(chuàng)建一個新的線程組,指定線程組的名稱。
- void setDaemon(boolean daemon): 設(shè)置線程組是否為守護線程組。守護線程組中的線程在所有非守護線程結(jié)束后會自動銷毀。
- void setMaxPriority(int priority): 設(shè)置線程組的最大優(yōu)先級。線程組中的線程的優(yōu)先級不能超過線程組的最大優(yōu)先級。
- void interrupt(): 中斷線程組中的所有線程。
- int activeCount(): 返回線程組中活動線程的數(shù)量。
- int activeGroupCount(): 返回線程組中活動線程組的數(shù)量。
使用ThreadGroup可以更好地組織和管理線程,提高代碼的可讀性和可維護性。
虛擬機棧
虛擬機棧(Java Virtual Machine Stack)是Java虛擬機(JVM)為每個線程創(chuàng)建的一塊內(nèi)存區(qū)域,用于存儲線程的方法調(diào)用和局部變量。每個線程在執(zhí)行方法時,都會創(chuàng)建一個對應(yīng)的棧幀(Stack Frame),棧幀中包含了方法的局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法返回地址等信息。
虛擬機棧的主要作用是支持方法的調(diào)用和執(zhí)行。每當一個方法被調(diào)用時,JVM會為該方法創(chuàng)建一個新的棧幀,并將其推入虛擬機棧的頂部。方法的參數(shù)和局部變量都會被存儲在棧幀的局部變量表中,而方法的執(zhí)行過程中的臨時數(shù)據(jù)則會被存儲在操作數(shù)棧中。
虛擬機棧是一個線程私有的內(nèi)存區(qū)域,每個線程都有自己獨立的虛擬機棧。這意味著每個線程的方法調(diào)用和局部變量都是相互獨立的,互不影響。當一個方法調(diào)用結(jié)束時,對應(yīng)的棧幀會被彈出,棧幀所占用的內(nèi)存也會被釋放。
虛擬機棧的大小是可以調(diào)整的,可以通過JVM參數(shù)來指定。如果線程的方法調(diào)用層次過深,超過了虛擬機棧的最大深度,就會拋出StackOverflowError異常。另外,如果虛擬機棧的內(nèi)存空間不足以支持新的棧幀分配,就會拋出OutOfMemoryError異常。
虛擬機棧是用于支持方法調(diào)用和執(zhí)行的內(nèi)存區(qū)域,每個線程都有自己獨立的虛擬機棧。它的大小可以調(diào)整,但是如果超過最大深度或內(nèi)存空間不足,就會拋出異常。
守護線程
守護線程(Daemon Thread)是一種特殊類型的線程,它的生命周期與Java虛擬機(JVM)的生命周期相同。當所有的非守護線程結(jié)束時,JVM會自動退出,而不管守護線程是否執(zhí)行完畢。
守護線程通常被用于執(zhí)行一些后臺任務(wù),比如垃圾回收(Garbage Collection)等。它們不會阻止JVM的退出,因此在某些情況下,守護線程可以提供一種方便的方式來執(zhí)行一些周期性的或長時間運行的任務(wù)。
要創(chuàng)建一個守護線程,可以通過Thread類的setDaemon(true)方法將線程設(shè)置為守護線程。守護線程的創(chuàng)建方式與普通線程相同,只是在啟動線程之前將其設(shè)置為守護線程。
下面是一個簡單的示例代碼,演示了如何創(chuàng)建和使用守護線程:
public class DaemonThreadExample {
public static void main(String[] args) {
Thread daemonThread = new Thread(() -> {
while (true) {
System.out.println("守護線程正在運行...");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
daemonThread.setDaemon(true);
daemonThread.start();
System.out.println("主線程結(jié)束");
}
}
在上面的示例中,我們創(chuàng)建了一個守護線程,它會每隔1秒輸出一條信息。主線程結(jié)束后,守護線程也會隨之結(jié)束。
需要注意的是,守護線程不能訪問任何非守護線程創(chuàng)建的資源,因為它們可能在任何時候被終止。因此,在編寫守護線程時,需要特別注意資源的使用和釋放,以避免出現(xiàn)意外的錯誤。