Java多线程

什么是多线程

提到线程，不得不先说一下什么是进程。

进程就是正在运行的程序。当一个程序进入内存运行时，即变成一个进程。每个进程都有独立的代码和数据空间（进程上下文）。一个进程包含1--n个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。

线程是进程的组成部分，一个进程可以有多个线程，但一个线程必须只有一个父进程。线程可以拥有自己的栈，自己的程序计数器和自己的局部变量，但不拥有父进程资源，处理资源一般是父进程把资源（对象指针）传给线程，它与父进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源。

多线程就是同一进程可以同时并发处理多个线程，它们独立运行，互不妨碍。多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用CPU的目的。

一个线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。下图显示了一个线程完整的生命周期。

下面是对其中名词的解释：

新建状态（New）：新创建了一个线程对象。

就绪状态（Runnable）：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。

运行状态（Running）：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。

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：

（1）等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。(wait会释放持有的锁)

（2）同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。

（3）其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。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。

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。

线程睡眠（sleep()）：Thread.sleep(long millis)方法，使线程转到阻塞状态。millis参数设定睡眠的时间，以毫秒为单位。当睡眠结束后，就转为就绪（Runnable）状态。sleep()平台移植性。注意,sleep是不会释放持有的锁。

线程加入（join()）：执行threadObj.join()方法，父线程(主线程)会等到threadObj运行终止后再执行。在当前线程(主线程)中调用另一个线程(子线程)的join()方法，则当前线程转入阻塞状态，直到另一个线程运行结束，当前线程再由阻塞转为就绪状态。也就是主线程中，子线程调用了join()方法后面的代码，只有等到子线程结束了才能执行。

线程让步（yield()）：Thread.yield()方法，暂停当前正在执行的线程对象，把执行机会让给相同或者更高优先级的线程。yield()让当前运行线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会。因此，使用yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。

线程等待/线程唤醒：Object类中的wait()方法，导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的notify()方法或notifyAll()唤醒方法。要注意的是：

（1）obj.wait()，与obj.notify()必须要与synchronized(obj)一起使用，也就是wait与notify是针对已经获取了obj锁进行操作，从语法角度来说就是obj.wait(),obj.notify()必须在synchronized(obj){...}语句块内。

（2）当线程执行wait()时，会把当前的锁释放，然后让出CPU，进入等待状态。

（3）当执行notify()/notifyAll()方法时，会唤醒一个处于等待该对象锁的线程，然后继续往下执行，直到执行完退出对象锁锁住的区域（synchronized修饰的代码块）后再释放锁。