Java并发编程从入门到精通 - 第2章：认识Thread

线程实现的三种方法：
1、三种实现方式的简记：
继承Thread类，重写run()方法；
实现Runnable接口，重写run()方法，子类创建对象并作为Thread类的构造器参数；
实现Callable接口，重写call()方法，子类创建对象并作为FutureTask类的构造器参数，FutureTask类创建对象并作为Thread类的构造器参数；
2、三种实现方法的比较：
继承Thread类：因为是单继承，所以扩展性不好；
实现Runnable接口：接口可以多重实现；并且还可以再继承一个类；扩展性好
实现Callable接口：Runnable无法返回结果，且不能抛出返回的异常；而Callable接口可以，Callable产生结果，FutureTask可以拿到结果，也可以捕获Callable抛出的异常；
最常用的就是第二种，实现Runnable接口；

Thread里面的属性和方法：

线程的中断机制：
1、详述：
Java中断机制是一种协作机制，也就是说通过中断不能直接终止另一个线程，而需要被请求中断的线程自己处理中断，且该线程可以选择接受请求中断自己，也可以选择不接受请求不中断自己；
每个线程都有一个boolean类型的标识（中断状态位），代表是否有中断请求（该请求可以来自所有线程，包括被中断的线程本身），如果有中断请求，该标志位会被设置为true；
2、三个方法的比较：
public void interrupt()：
用于中断线程；调用该方法仅仅只是将线程的中断状态位设为true，并不会真的停止线程，还是需要用户自己去监视线程的状态位并做处理；
中断是通过调用Thread.interrupt()方法来做的；这个方法通过修改被调用线程的中断状态来告知那个线程，说它被请求中断了；对于非阻塞中的线程，只是改变了中断状态，即Thread.isInterrupted()将返回true；对于可取消的（不解）阻塞状态中的线程，比如等待在这些函数上的线程：Thread.sleep()，Object.wait()，Thread.join()等，这个线程收到中断信号后，会抛出InterruptedException，同时会把中断状态置回为false；
当一个线程处于中断状态时（意思是它的中断状态位为true），如果再由wait、sleep以及jion三个方法引起的阻塞，那么JVM会将线程的中断标志重新设置为false，并抛出一个InterruptedException异常；
本质作用：根据try-catch功能块捕捉jvm抛出的InterruptedException异常来做各种处理，比如如何退出线程；总之interrupt的作用就是需要用户自己去监视线程的状态位并做处理；
public static boolean interrupted()：返回线程的上次的中断状态，并清除中断状态（清除是什么意思，将true改为false，还是既不是true也不是false）；
public boolean isInterrupted()：判断线程是否中断；

线程的生命周期：
1、线程生命周期的5中状态：
（1）、新建（new Thread）：此时线程有自己的内存空间，但并没有运行；且线程还不是活着的；
（2）、就绪（runnable）：线程已经被启动（具备了运行条件），正在等待被分配给CPU时间片（不一定会被立即执行，处于线程就绪队列）；此时线程是活着的；
（3）、运行（running）：线程获得CPU资源正在执行任务（执行run()方法）；此时除非线程放弃CPU或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束；此时线程是活着的；
（4）、阻塞（blocked）：由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的操作（任务执行），即进入阻塞状态；此时线程还是活着的；阻塞原因如下：
正在休眠：线程调用sleep(long t)方法进入休眠，休眠到指定时间后进入就绪状态；
正在等待：线程调用wait()方法，可调用notify()方法回到就绪状态；
被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法，可调用resume()方法恢复；
（5）、死亡（dead）：当线程执行完毕或被其他线程杀死，线程就进入死亡状态；此时线程不可能再进入就绪状态等待执行；此时线程不是活着的；
死亡原因如下：
自然终止：正常运行run()方法后终止；
异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行；
2、与线程状态对应的常用方法：
run()：必须被重写，实现具体的业务功能；
start()：启动线程；
sleep()：释放CPU执行权，不释放锁；
wait()：释放CPU执行权，释放锁；当一个线程执行到wait()方法时，它就进入到一个和该对象相关的等待池（Waiting Pool）中，同时失去了对象锁，只是暂时失去对象锁，wait后（不解）还要返还对象锁；当前线程必须拥有当前对象的锁，如果当前线程不是此锁的拥有者，会抛出IllegalMonitorStateException异常，所以wait()必须在同步块（synchronized block）中调用；
notify()/notifyAll()：唤醒在当前对象等待池中等待的第一个线程/所有线程；notify()/notifyAll()也必须拥有相同对象锁，否则也会抛出IllegalMonitorStateException异常；
yied()：使当前正在运行的线程临时暂停，让出CPU的使用权，让同等优先权的线程运行（但并不保证当前线程会被JVM再次调度，使该线程重新进入Running状态）；如果没有同等优先权的线程，那么yied()方法将不会起作用；
3、状态转换：
新建 -> 就绪：
start()；
就绪 -> 运行：
获得CPU执行权；
运行 -> 就绪：
yield()；
运行 -> 阻塞：
sleep()、wait()、join()、synchronized；
阻塞 -> 就绪：
sleep()结束、wait()结束、IO完成；
运行 -> 死亡：
正常结束、异常退出；

守护线程：
可以简单的理解为后台运行线程；
进程结束，守护线程跟着自动结束，不需要手动的去关心和通知其状态；
Java的垃圾回收是一个守护线程；
当正在运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机退出；
JRE判断程序是否执行结束的标准是所有的前台运行线程执行完毕了，而不管后台线程的状态；
当进程中所有非守护线程已结束或退出时，即使仍有守护线程在运行，进程仍将结束；

线程组：

ThreadLocal：
当前线程副本；
当使用 ThreadLocal 维护变量的时候，ThreadLocal 为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其他线程对应的副本；从线程的角度看，目标变量就像是线程的本地变量；
ThreadLocal在处理线程的局部变量的时候比synchronized同步机制解决线程安全问题更简单、更方便，且结果程序拥有更高的并发性；
注意：使用ThreadLocal，一般都是声明在静态变量（没说局部变量）中，如果不断创建ThreadLocal而且没有调用其remove()方法，将会导致内存泄漏；

线程的异常处理：
详解：
run方法不允许抛出异常，所有的异常必须在run方法中进行处理；就是说run方法中可以抛出异常，但不能往run方法外抛出异常，在run方法里面抛出的异常也必须在run方法内处理掉；
在run方法中，抛出的已检查异常（checked exception）必须使用try...catch...进行处理，否则报错，编译不通过；（不是在run方法中抛出已检查异常，则既可以使用try...catch...进行处理，也可以使用throws继续往上抛）
在run方法中，虽然向外抛出未检查异常不会报错，但这样不合理（run方法中的异常应该在run处理）；
线程中处理异常的方法总结：
不能直接在一个线程中抛出异常；
如果是已检查异常（checked exception），推荐采用try...catch...块来处理；
如果是未检查异常（unchecked exception），推荐方法：注册一个实现UncaughtExceptionHandler接口的对象实例来处理；
线程中，处理未检查异常的方法的具体步骤总结：
定义一个类实现UncaughtExceptionHandler接口，在需要实现的方法里面包含对异常处理的逻辑和步骤；
定义一个线程，执行需要的业务逻辑功能；
在创建和执行该子线程的方法中，在thread.start()语句前增加一个thread.setUncaughtExceptionHandler(自定义异常处理类对象)语句来实现异常处理逻辑的注册；