什么是線程

試想一下沒有線程的程序是怎么樣的？百度網盤在上傳文件時就無法下載文件了，得等文件上傳完成后才能下載文件。這個我們現在看起來很反人性，因為我們習慣了一個程序同時可以進行運行多個功能，而這些都是線程的功勞。

之前的文章?進程知多少?中講到，為了實現多個程序并行執行，引入了進程概念。現在引入線程是為了讓一個程序能夠并發執行。

線程的組成

線程ID：線程標識符。

當前指令指針（PC）：指向要執行的指令。

寄存器集合：存儲單元寄存器的集合。

堆棧：暫時存放數據和地址，一般用來保護斷點和現場。

線程與進程區別

線程和進程之間的區別，我覺得可以用這個例子來看出兩者的不同，進程就是一棟房子，房子住著 3 個人，線程就是住在房子里的人。進程是一個獨立的個體，有自己的資源，線程是在進程里的，多個線程共享著進程的資源。

線程狀態

我們看到 Java 源代碼里面，線程狀態的枚舉有如下 6 個。

public enum State {//新建狀態 NEW,//運行狀態 RUNNABLE,//阻塞狀態 BLOCKED,//等待狀態 WAITING,//等待狀態（區別在于這個有等待的時間） TIMED_WAITING,//終止狀態 TERMINATED;}

下面給這 6 個狀態一一做下解釋。

• NEW：新建狀態。在創建完 Thread ，還沒執行 start() 之前，線程的狀態一直是 NEW。可以說這個時候還沒有真正的一個線程映射著，只是一個對象。

• RUNNABLE：運行狀態。線程對象調用 start() 之后，就進入 RUNNABLE 狀態，該狀態說明在 JVM 中有一個真實的線程存在。

• BLOCKED：阻塞狀態。線程在等待鎖的釋放，也就是等待獲取 monitor 鎖。

• WAITING：等待狀態。線程在這個狀態的時候，不會被分配 CPU，而且需要被顯示地喚醒，否則會一直等待下去。

• TIMED_WAITING：超時等待狀態。這個狀態的線程也一樣不會被分配 CPU，但是它不會無限等待下去，有時間限制，時間一到就停止等待。

• TERMINATED：終止狀態。線程執行完成結束，但不代表這個對象已經沒有了，對象可能還是存在的，只是線程不存在了。

線程既然有這么多個狀態，那肯定就有狀態機，也就是在什么情況下 A 狀態會變成 B 狀態。下面就來簡單描述一下。

結合下圖，我們 new 出線程類的時候，就是 NEW 狀態，調用 start()?方法，就進入了 RUNNABLE 狀態，這時如果觸發等待，則進入了 WAITING 狀態，如果觸發超時等待，則進入 TIMED_WAITING 狀態，當訪問需要同步的資源時，則只有一個線程能訪問，其他線程就進入 BLOCKED 狀態，當線程執行完后，進入 TERMINATED 狀態。

圖片來源于網路，侵刪

其實在 JVM 中，線程是有 9 個狀態，如下所示，有興趣的同學可以深入了解一下。

javaClasses.hppenum ThreadStatus { NEW = 0, RUNNABLE = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // runnable / running JVMTI_THREAD_STATE_RUNNABLE, SLEEPING = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // Thread.sleep() JVMTI_THREAD_STATE_WAITING + JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_WITH_TIMEOUT + JVMTI_THREAD_STATE_SLEEPING, IN_OBJECT_WAIT = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // Object.wait() JVMTI_THREAD_STATE_WAITING + JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_INDEFINITELY + JVMTI_THREAD_STATE_IN_OBJECT_WAIT, IN_OBJECT_WAIT_TIMED = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // Object.wait(long) JVMTI_THREAD_STATE_WAITING + JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_WITH_TIMEOUT + JVMTI_THREAD_STATE_IN_OBJECT_WAIT, PARKED = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // LockSupport.park() JVMTI_THREAD_STATE_WAITING + JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_INDEFINITELY + JVMTI_THREAD_STATE_PARKED, PARKED_TIMED = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // LockSupport.park(long) JVMTI_THREAD_STATE_WAITING + JVMTI_THREAD_STATE_WAITING_WITH_TIMEOUT + JVMTI_THREAD_STATE_PARKED, BLOCKED_ON_MONITOR_ENTER = JVMTI_THREAD_STATE_ALIVE + // (re-)entering a synchronization block JVMTI_THREAD_STATE_BLOCKED_ON_MONITOR_ENTER, TERMINATED = JVMTI_THREAD_STATE_TERMINATED};

Java 線程實現

下面講一講在 Java 中如何創建一個線程。眾所周知，實現 Java 線程有 2 種方式：繼承 Thread 類和實現 Runnable 接口。

繼承 Thread 類

繼承 Thread 類，重寫 run()?方法。

class MyThread extends Thread {@Override public void run() { System.out.println("MyThread"); } }

實現 Runnable 接口

實現 Runnable 接口，實現 run()?方法。

class MyRunnable implements Runnable {public void run() { System.out.println("MyRunnable"); } }

這 2 種線程的啟動方式也不一樣。MyThread 是一個線程類，所以可以直接 new 出一個對象出來，接著調用 start()?方法來啟動線程；而 MyRunnable 只是一個普通的類，需要 new 出線程基類 Thread 對象，將 MyRunnable 對象傳進去。

下面是啟動線程的方式：

public class ThreadImpl {public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); Thread myRunnable = new Thread(new MyRunnable()); System.out.println("main Thread begin"); myThread.start(); myRunnable.start(); System.out.println("main Thread end"); } }

打印結果如下：

main Thread beginmain Thread endMyThreadMyRunnable

看這結果，不像咱們之前的串行執行依次打印，主線程不會等待子線程執行完。

敲重點：不能直接調用 run()，直接調用 run()?不會創建線程，而是主線程直接執行 run()?的內容，相當于執行普通函數。這時就是串行執行的。看下面代碼：

public class ThreadImpl {public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); Thread myRunnable = new Thread(new MyRunnable()); System.out.println("main Thread begin"); myThread.run(); myRunnable.run(); System.out.println("main Thread end"); } }

打印結果：

main Thread beginMyThreadMyRunnablemain?Thread?end 從結果看出只是串行的，但看不出沒有線程，我們看下面例子來驗證直接調用 run() 方法沒有創建新的線程，使用 VisualVM 工具來觀察線程情況。我們對代碼做一下 修改，加上 Thread.sleep(1000000) 讓它睡眠一段時間，這樣方便用工具查看線程情況。

調用 run()?的代碼：

public class ThreadImpl {public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); myThread.setName("MyThread"); Thread myRunnable = new Thread(new MyRunnable()); myRunnable.setName("MyRunnable"); System.out.println("main Thread begin"); myThread.run(); myRunnable.run(); System.out.println("main Thread end"); try { Thread.sleep(1000000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }class MyThread extends Thread {@Override public void run() { System.out.println("MyThread"); try { Thread.sleep(1000000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }class MyRunnable implements Runnable {public void run() { System.out.println("MyRunnable"); try { Thread.sleep(1000000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

運行結果：

main Thread beginMyThread

只打印出 2 句日志，觀察線程時也只看到 main 線程，沒有看到 MyThread 和 MyRunnable 線程，印證了上面咱們說的：直接調用 run()?方法，沒有創建線程。

下面我們來看看有調用 start()?的代碼：

public class ThreadImpl {public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); myThread.setName("MyThread"); Thread myRunnable = new Thread(new MyRunnable()); myRunnable.setName("MyRunnable"); System.out.println("main Thread begin"); myThread.start(); myRunnable.start(); System.out.println("main Thread end"); try { Thread.sleep(1000000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

運行結果：

main Thread beginmain Thread endMyThreadMyRunnable

所有日志都打印出來了，并且通過 VisualVM 工具可以看到 MyThread 和 MyRunnable 線程。看到了這個結果，切記創建線程要調用 start()?方法。

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編輯?∑Gemini

?來源：CSDN云計算

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總結

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