4.2019Android多线程总结

2022-02-14 10:32:10

1.什么是线程

线程就是进程中运行的多个子任务，是操作系统调用的最小单元

2.线程的状态

New:新建状态，new出来，还没有调用start
Runnable:可运行状态，调用start进入可运行状态，可能运行也可能没有运行，取决于操作系统的调度
Blocked:阻塞状态，被锁阻塞，暂时不活动，阻塞状态是线程阻塞在进入synchronized关键字修饰的方法或代码块(获取锁)时的状态。
Waiting：等待状态，不活动，不运行任何代码，等待线程调度器调度，wait sleep
Timed Waiting:超时等待，在指定时间自行返回
Terminated:终止状态，包括正常终止和异常终止

2.线程的创建

a.继承Thread重写run方法
b.实现Runnable重写run方法
c.实现Callable重写call方法
实现Callable和实现Runnable类似，但是功能更强大，具体表现在
a.可以在任务结束后提供一个返回值，Runnable不行
b.call方法可以抛出异常，Runnable的run方法不行
c.可以通过运行Callable得到的Fulture对象监听目标线程调用call方法的结果，得到返回值，（fulture.get(),调用后会阻塞，直到获取到返回值）

3.线程中断

一般情况下，线程不执行完任务不会退出，但是在有些场景下，我们需要手动控制线程中断结束任务，Java中有提供线程中断机制相关的Api,每个线程都一个状态位用于标识当前线程对象是否是中断状态

public boolean isInterrupted() //判断中断标识位是否是true，不会改变标识位
public void interrupt()  //将中断标识位设置为true
public static boolean interrupted() //判断当前线程是否被中断，并且该方法调用结束的时候会清空中断标识位

需要注意的是interrupt（）方法并不会真的中断线程，它只是将中断标识位设置为true,具体是否要中断由程序来判断，如下，只要线程中断标识位为false,也就是没有中断就一直执行线程方法

new Thread(new Runnable(){
      while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
              //执行线程方法
      }
}).start();

前边我们提到了线程的六种状态，New Runnable Blocked Waiting Timed Waiting Terminated，那么在这六种状态下调用线程中断的代码会怎样呢，New和Terminated状态下，线程不会理会线程中断的请求，既不会设置标记位，在Runnable和Blocked状态下调用interrupt会将标志位设置位true,在Waiting和Timed Waiting状态下会发生InterruptedException异常，针对这个异常我们如何处理？
1.在catch语句中通过interrupt设置中断状态，因为发生中断异常时，中断标志位会被复位，我们需要重新将中断标志位设置为true，这样外界可以通过这个状态判断是否需要中断线程

try{
    ....
}catch(InterruptedException e){
    Thread.currentThread().interrupt();
}

2.更好的做法是，不捕获异常，直接抛出给调用者处理，这样更灵活

4.重入锁与条件对象，同步方法和同步代码块

。。。

5.volatile关键字

volatile为实例域的同步访问提供了免锁机制，如果声明一个域为volatile，那么编译器和虚拟机就直到该域可能被另一个线程并发更新

java内存模型

堆内存是被所有线程共享的运行时内存区域，存在可见性的问题。线程之间共享变量存储在主存中，每个线程都有一个私有的本地内存，本地内存存储了该线程共享变量的副本（本地内存是一个抽象概念，并不真实存在），两个线程要通信的话，首先A线程把本地内存更新过的共享变量更新到主存中，然后B线程去主存中读取A线程更新过的共享变量，也就是说假设线程A执行了i = 1这行代码更新主线程变量i的值，会首先在自己的工作线程中堆变量i进行赋值，然后再写入主存当中，而不是直接写入主存

原子性可见性有序性

原子性：对基本数据类型的读取和赋值操作是原子性操作，这些操作不可被中断，是一步到位的，例如x=3是原子性操作，而y = x就不是，它包含两步：第一读取x，第二将x写入工作内存；x++也不是原子性操作，它包含三部，第一，读取x，第二，对x加1，第三，写入内存。原子性操作的类如：AtomicInteger AtomicBoolean AtomicLong AtomicReference

可见性：指线程之间的可见性，既一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。volatile修饰可以保证可见性，它会保证修改的值会立即被更新到主存，所以对其他线程是可见的，普通的共享变量不能保证可见性，因为被修改后不会立即写入主存，何时被写入主存是不确定的，所以其他线程去读取的时候可能读到的还是旧值

有序性：Java中的指令重排序（包括编译器重排序和运行期重排序）可以起到优化代码的作用，但是在多线程中会影响到并发执行的正确性，使用volatile可以保证有序性，禁止指令重排

volatile可以保证可见性有序性，但是无法保证原子性，在某些情况下可以提供优于锁的性能和伸缩性，替代sychronized关键字简化代码，但是要严格遵循使用条件。

线程池ThreadPoolExecutor

线程池的工作原理：线程池可以减少创建和销毁线程的次数，从而减少系统资源的消耗，当一个任务提交到线程池时

首先判断核心线程池中的线程是否已经满了，如果没满，则创建一个核心线程执行任务，否则进入下一步
判断工作队列是否已满，没有满则加入工作队列，否则执行下一步
判断线程数是否达到了最大值，如果不是，则创建非核心线程执行任务，否则执行饱和策略，默认抛出异常

线程池的种类

1.FixedThreadPool:可重用固定线程数的线程池，只有核心线程，没有非核心线程，核心线程不会被回收，有任务时，有空闲的核心线程就用核心线程执行，没有则加入队列排队
2.SingleThreadExecutor:单线程线程池，只有一个核心线程，没有非核心线程，当任务到达时，如果没有运行线程，则创建一个线程执行，如果正在运行则加入队列等待，可以保证所有任务在一个线程中按照顺序执行，和FixedThreadPool的区别只有数量
3.CachedThreadPool:按需创建的线程池，没有核心线程，非核心线程有Integer.MAX_VALUE个，每次提交
任务如果有空闲线程则由空闲线程执行，没有空闲线程则创建新的线程执行，适用于大量的需要立即处理的并且耗时较短的任务
4.ScheduledThreadPoolExecutor:继承自ThreadPoolExecutor,用于延时执行任务或定期执行任务，核心线程数固定，线程总数为Integer.MAX_VALUE

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