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【Java EE初阶】多线程（二）

news 来源：原创 2025/5/25 20:08:31

1.在图中代码，我们调用了start方法，真正让系统调用api创建了一个新线程，而在这个线程跑起来之后，就会自动执行到run。调用start方法动作本身速度非常快，一旦执行，代码就会立即往下走，不会产生任何的阻塞等待。因此我们看到的输出为：

然而，看到的是hello main在前的情况并不是唯一的，可能会有例外。因为当我们调用start之后，main线程和t5线程，他们两个执行，是一个“并发执行”的关系。而对于线程调度，操作系统具有随机性，所以结果顺序并不是唯一的。

如果执行完start恰好被调度出cpu（概率性时间），此时，cpu下次限制性main还是先执行t5就不确定了。

2.一个线程对象只能start一次。

如上图所示，我调用了两次t5.start（）;然后就出现了图中所示的错误，错误显示为“非法的线程状态”。原因是设计java的人约定了Thread对象只能start一次，一个Thread对象，只能对应到操作系统中的一个线程。如果需要多个线程，可以多创建几个Thread对象。

在创建线程的时候，start方法对线程状态做了判定，线程，在执行了start方法之后，就是就绪状态/阻塞状态了，对于就绪状态（阻塞状态下）的线程，我们不能够再次start。

3.中断一个线程。

中断：中断，也是操作系统中的一个专用术语。即“打断”、“终止”。意思是正常情况下，一个线程需要把入口方法执行完才能够使线程结束。（如果希望线程在没有执行完的情况下就结束，那么就需要通过“打断线程”的操作，也需要线程本身，代码做出配合）。这种情况一般发生在线程在sleep的过程中。

中断线程的几种方法：

（1）通过变量。

（2）直接就使用线程内置的标志位is interruptted()

Thread对象中，包含了一个boolean变量。如果该变量为false，说明没有人去尝试终止这个线程，如果为true，说明有人尝试终止。

此处会报错的原因：此处针对lambda表达式的定义，其实是在new Thread之前的。因此t1还没有被初始化完成，是没办法进行方法的调用的。

currentTread也是Thread类提供的一个静态方法，哪个线程调用这个方法，就返回哪个线程对象的引用。

通过t.interrupt();我们可以来终止t线程。

线程终止这里，有一个奇怪的设定。如果t线程正在sleep，此时main中调用Interrupt方法，就会把sleep提前唤醒。

这个异常支持sleep提前唤醒，通过异常，区分sleep是睡足了还是提前醒了。

sleep提前唤醒，触发异常之后，sleep就会把isinterrupted标志位重置为false。

于是输出继续打印Hello Thread。

上述奇怪的设定，主要是为了给程序员更多的操作空间。还没睡饱，就唤醒了，可能会存在一些“还没做完”的工作。于是java希望让程序员自行决定线程t是要继续执行，还是立即结束，还是稍等一会儿再结束。

如何结束这种现象？——>在抛出异常之后添加一个break；我们也就跳出循环了。

几种情况的对比：

相当于完全忽视了请求

让线程立即结束。

在break之前去完成其他的事情，添加其他的善后逻辑，就相当于“稍后再结束”。

小结：

上述几种方式，本质上，都是t线程自己决定自己是否要终止，相当于main只是给t提供了一个“提醒”建议，而不是强制执行的。

如果采取强制终止的手段，很可能t线程的某个逻辑没有执行完，可能就会造成一些“脏数据”的输出，e.g.t执行过程中针对数据库的数据进行多次增删改查操作，结果由于上述强制中断，导致对数据库的数据修改操作只进行了一半，留下了脏数据。

使用Interrupt方法的时候，

1.t线程没有进行sleep等阻塞操作，t的isInterrupted()方法返回true，通过循环条件结束t线程。

2.t线程中进行了sleep等阻塞操作，t的isInterrupted()方法还是会返回true，但是sleep如果是被提前唤醒，抛出InterruptException，同时也会把isInterrupted()的返回结果设为false。此时就需要手动决定是否要结束线程了。

二、线程等待

一般情况下，系统是随机调度的（抢占式执行），如我们之前所说的hello main和hello thread哪一个先开始打印问题。当启动两个线程之后，这两个线程的执行顺序不确定。而对于程序员来说，程序员并不喜欢“随机”的东西。有些时候，程序员是希望顺序能够固定下来。

那么就引出了线程等待的概念——线程等待：约定了两个线程结束的先后顺序，让“后结束”的线程阻塞，等待“先结束”的线程执行完

join()方法：t.join()。哪个线程中调用的join，这个线程就是“等的一方”（此处就是main线程）。join前面是哪个引用，对应的线程就是“被等的一方”（此处就是t）。main线程等待t线程结束。从字面上去理解，t要加入到“main”中，加入到main中，前提是main要存在，所以main的存在时间就要比t长。

*Java多线程当中，只要这个方法会产生“阻塞”（就可能被Interrupt提前唤醒），就都会抛出InterruptedException异常。

join等待是“死等”“不见不散”，只要被等待的线程t没有结束，join都会始终阻塞。

main可以等待t，t同样也可以等待main.

是否可以同时让main也等待t,让t也等待main？

代码完全可以这么写，但是这么些是没有意义的。这种情况下就会出现两个线程都无法结束，都无法完成对方的等待操作。

*使用join的前提是，我们需要明确知道当前这里的线程结束顺序。

join在一定情况下不会触发阻塞，例如：main等待t，如果main的join之前，t就已经结束了，此时join就不会阻塞。

join默认的情况是死等，但是join还有一个重载的版本，可以指定“等待的最大时间”（超时时间）。

这次执行大概有12ms的误差

*网络编程中，超时时间非常重要，网络通信中数据传输时丢包是很常见的情况。

计算机在衡量时间的时候，是可能存在误差的，误差范围就是在ms级别。

*实际开发中，优先使用带有超时时间的版本。

哪个线程调用currentThread，就能获取到哪个线程对象的引用。

通过Thread.sleep()控制线程休眠。

Thread.sleep本质就是让线程的状态变成了“阻塞”状态，此过程就不参与cpu的调度了。直到时间到，这个线程的状态再次恢复成就绪状态，才能参与cpu调度（*此处只是恢复“就绪”，而不是立即执行）

三、线程的状态

1.NEW状态

NEW：安排了工作，但还未开始行动。（Thread对象创建了，但是还没开始start。）

2.TERMINATED状态

TERMINATED：工作完成了。（线程执行完了（入口方法结束了），但是Thread对象还在）

3.RUNNABLE：可工作的，又可以分成正在工作中的和即将开始工作的。

就绪状态，随时可拿去cpu上执行。

代码中不触发阻塞类操作，都是RUNNABLE状态。

*操作系统中的线程，生命周期和Thread对象不完全一致。什么是生命周期：什么时候创建，什么时候销毁之间的一段周期。

阻塞状态：

1.BLOCKED：这几个都表示排队等着其他事情（由于“加锁”产生的阻塞）

2.WAITING：这几个都表示排队等着其他事情（无超时时间的阻塞） join无参数版本

3.TIMED_WAITING：这几个都表示排队等着其他事情（有超时时间的阻塞）join有参数版本，或者是sleep

四、线程安全

某一段代码，在单线程环境下执行是正确的，但是放到多线程环境下去执行，就会产生bug。这就是线程安全问题：

e.g.

package Thread;public class Demo15 {public static int count = 0; // 共享变量，多个线程共同修改的变量，称为共享变量public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> { // 线程t1for (int i = 0; i < 5000; i++) { // 循环5000次count++; // 自增操作，相当于count = count + 1}});Thread t2 = new Thread(() -> { // 线程t2for (int i = 0; i < 5000; i++) { // 循环5000次count++; // 自增操作，相当于count = count + 1}});t1.start(); // 启动线程t1t2.start(); // 启动线程t2try { // 等待线程t1和线程t2执行完毕t1.join(); // 等待线程t1执行完毕t2.join(); // 等待线程t2执行完毕} catch (InterruptedException e) { // 捕获异常e.printStackTrace(); // 打印异常信息}System.out.println(count); // 打印count的值，应该是10000，因为每个线程都自增了5000次}}

输出并不是10000（输出与预期不符合，这就是Bug）

t1和t2两个线程，在同时修改count这个变量，并且修改操作不是“原子的”*，这就会产生bug。

count++这样的操作，如果站在cpu指令的角度来说，其实是三个指令（指令就是机器语言，cpu执行的任务的具体细节，cpu会一条一条的读取指令，解析指令，执行指令）对于cpu来说，每个指令都是执行的最基本的单位。由于操作系统调度线程是“随机的”，某个线程执行到任意一个指令的时候，都可能会触发cpu的调度。

count++本质上对应三个指令：

1.load：把内存中的数值，加载到cpu寄存器中

2.add：把寄存器中的数据进行加1操作，结果还是放到寄存器里面

3.save：把寄存器中的值写回到内存中

上述过程在多线程中进行执行的时候，会出现以下几种情况：