本文讲得内容比较简单,多线程大家接触很多,但是真正理解到位可能需要一点时间,尤其对新手来说。
本文顺便梳理一下多线程的知识,以两个简单的小例子,谈谈自己的理解。
视频有个别讲得不对的地方,欢迎批评指正,整理的是个人理解,仅供参考:
https://www.bilibili.com/video/av54009506/
线程共包括以下5种状态。
1. 新建状态(New) : 线程对象被创建后,就进入了新建状态。例如,Thread thread = new Thread()。 2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后,其它线程调用了该对象的start()方法,从而来启动该线程。例如,thread.start()。处于就绪状态的线程,随时可能被CPU调度执行。 3. 运行状态(Running) : 线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是,线程只能从就绪状态进入到运行状态。 4. 阻塞状态(Blocked) : 阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种: (01) 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法,让线程等待某工作的完成。 (02) 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态。 (03) 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。 5. 死亡状态(Dead) : 线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。
package com.chujianyun.common.thread.safe;
import org.apache.commons.collections.CollectionUtils;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class SafeDemo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new LinkedList<>();
list.add("tomcat");
// 遍历元素
Iterator iterable = list.iterator();
if (iterable.hasNext()) {
System.out.println(iterable.next());
}
Thread.sleep(200);
// 移除元素
if (CollectionUtils.isNotEmpty(list)) {
System.out.println("删除元素");
list.remove(0);
}
}
}
单线程顺序执行
主线程从上往下执行,先打印tomcat然后sleep阻塞200毫秒,进入就绪状态,获取CPU继续执行移除元素部分代码,然后主线程结束/死亡。
多线程,对于每个线程自己的视角看自己的任务,都是顺序执行的。
但是整体的视角则可能是穿插进行的。
在没有作同步处理的3个线程,分别打印A B C。每个线程的视角都是顺序打印自己的字符串。但是整体视角是交替打印。
下面是和单线程类似的一个例子。
package com.chujianyun.common.thread.safe;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class MyThread1 extends Thread {
private List list;
public MyThread1(List list) {
this.list = list;
}
@Override
public void run() {
Iterator iterable = list.iterator();
if (iterable.hasNext()) {
System.out.println(iterable.next());
}
}
}
package com.chujianyun.common.thread.safe;
import org.apache.commons.collections.CollectionUtils;
import java.util.List;
public class MyThread2 extends Thread {
private List list;
public MyThread2(List list) {
this.list = list;
}
@Override
public void run() {
if (CollectionUtils.isNotEmpty(list)) {
System.out.println("删除元素");
list.remove(0);
}
}
}
package com.chujianyun.common.thread.safe;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class SafeDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new LinkedList<>();
list.add("tomcat");
// 遍历元素
MyThread1 myThread1 = new MyThread1(list);
myThread1.start();
Thread.sleep(200);
// 移除元素
MyThread2 myThread2 = new MyThread2(list);
myThread2.start();
}
}
运行,输出和上面的结果类似
分析:
三个线程,主线程(m),子线程1(t1),子线程2(t2).
主线程顺序执行,创建t1,t1 start后进入就绪状态,获取CPU则直接运行(启动比t2早)。
主线程sleep 200ms,然后进入就绪状态然后获取CPU执行,
创建t2,t2 start 后进入就绪状态,如果获取CPU则直接运行(t2启动晚)。
主线程结束。
加入t1任务时长为1小时,t2运行时长为1分钟。则主线程先结束,其次t2,最后t1结束。
下面讨论断点的情况:
主线程顺序执行,创建子线程1,并启动子线程1,子线程1start后进入就绪状态,主线程sleep.
t1获取CUP,执行,然后被断点断住。
主线程sleep 200毫秒后继续到就绪状态,然后获取CUP继续执行,创建并启动t2。
假设t2运行10ms,已经移除了List中元素。
然后t1中断点的地方检查并发修改,抛并发修改异常。
另外注意调试多线程代码的时候
断点右键选择Thread,否则其他线程会等待,没有想要的并发效果。
具体演示和讲解参见视频。
工作中可能用线程池更多一些,线程池的参数非常重要,这一块可以另外去学习了解。
但是线程的状态和转换,线程执行的顺序也非常重要。
遇到线程安全问题,如果没有足够扎实的基础知识,可能很难快速定位并排查。
当遇到潜在的风险时,也很难有敏感度去提前发现。
本文的讲解具体参见配套视频。
因此多线程共享变量时特别要注意线程安全问题,使用线程安全的集合类,尽量避免共享,使用无”副作用“的函数。
另外多线程这一块推荐看
《深入理解Java虚拟机》、《Java并发编程实战》、《Java并发编程的艺术》、《 Java多线程编程核心技术》
另外强烈推荐《图解Java多线程设计模式 》配图极大的帮助读者理解多线程,而且设计模式也非常经典。
《阿里巴巴Java编程规范》关于线程安全问题的章节。
最后附上本文博客关于线程池的相关文章:
《Java ThreadPoolExecutor的拒绝策略》
https://cloud.tencent.com/developer/article/1870310
《Java ThreadPoolExecutor的拒绝策略CallerRunsPolicy的一个潜在的大坑》
https://cloud.tencent.com/developer/article/1870312
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