Java线程核心机制是什么

这篇文章主要介绍“Java线程核心机制是什么”，在日常操作中，相信很多人在Java线程核心机制是什么问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Java线程核心机制是什么”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

一、线程基本机制

1、概念描述

并发编程的特点是：可以将程序划分为多个分离且独立运行的任务，通过线程来驱动这些独立的任务执行，从而提升整体的效率。下面提供一个基础的演示案例。

2、应用案例

场景：假设有一个容器集合，需要拿出容器中的每个元素，进行加工处理，一般情况下直接遍历就好，如果数据偏大，可以根据线程数量对集合切割，每个线程处理一部分数据，这样处理时间就会减少很多。

public class ExtendThread01 {    public static void main(String[] args) {        List<Object> dataList = new ArrayList<>() ;        dataList.add("A");        dataList.add("B");        dataList.add("C");        // 把一个大的集合按照每个子集合的2个元素切割        List<List<Object>> splitList = splitList(dataList,2);        for (List<Object> list:splitList){            System.out.println(list);        }        // 多线程处理        for (List<Object> childList:splitList){            ListTask listTask = new ListTask(childList) ;            Thread runThread = new Thread(listTask);            runThread.start();        }    }        private static List<List<Object>> splitList (List<Object> list, int childSize) {        if (list == null || list.size() == 0 || childSize < 1) {            return null;        }        List<List<Object>> result = new ArrayList<>();        int size = list.size();        int count = (size + childSize - 1) / childSize ;        for (int i = 0; i < count; i++) {            List<Object> subList = list.subList(i * childSize, ((i + 1) * childSize > size ? size : childSize * (i + 1)));            result.add(subList);        }        return result;    }}class ListTask implements Runnable {    private List<Object> list ;    public ListTask (List<Object> list){this.list=list;}    @Override    public void run() {        for (Object object:list){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=="+object);        }    }}

注意：这里案例只是对场景原理的实现，在开发中，是不允许这种操作的，需要使用线程池处理，后续会说。如果集合没有控制好，导致大量创建Thread线程，导致内存溢出。

二、线程停止启动

1、基础流程

线程启动后执行任务方法，在执行过程中可以被阻塞，休眠，唤醒，停止等一系列状态操作。

线程休眠作用：当线程一部分任务执行完毕后进入休眠（阻塞）状态，线程调度器可以切换到另外线程，这对分布任务的执行相对公平。

2、使用案例

public class ExtendThread02 {    public static void main(String[] args) {        StopThread stopThread = new StopThread() ;        stopThread.start();        // 标记当前线程停止信号，且抛出中断异常，但没有停止        stopThread.interrupt();        // 判断当前线程是否已经是终止状态        System.out.println("1=="+stopThread.isInterrupted());        // 清除当前线程的终止信号        System.out.println("2=="+stopThread.interrupted());        // 再次判断当前线程状态        System.out.println("3=="+stopThread.isInterrupted());        System.out.println("main end ...");    }}class StopThread extends Thread {    @Override    public void run() {        for (int i = 0 ; i < 10 ; i++){            try {                System.out.println(Thread.currentThread().getId()+"="+i);                // 线程阻塞1秒                Thread.sleep(1000);            } catch (InterruptedException e){                e.printStackTrace();            }        }    }}

3、核心方法

sleep(long millis)：线程休眠指定的时间，进入阻塞状态；

interrupt()：切换线程为中断状态，抛出中断异常，不会停止线程，可以监视线程的中断状态并定义执行策略。

interrupted()：清除调用该方法线程的中断状态，也不会影响线程的执行，且返回当前执行‘stopThread.interrupted()’的线程是否中断，这里就是指main线程是否中断。

isInterrupted()：判断调用该方法的线程是否已经是中断状态。

补刀一句：线程的这几个方法极其容易混淆，需要断点源码追踪一下看看，进入源码方法，调用相关API查看一下状态。(附断点图一张：)

三、线程优先级

1、基础概念

CPU执行和处理线程的顺序是不确定的，但是线程调度器倾向执行线程优先级高的线程，线程优先级高说明获取CPU资源的概率高，或者获取的执行时间分片多，但不代表优先级低的一定最后执行。

2、使用案例

public class ExtendThread03 {    public static void main(String[] args) {        Priority01 priority01 = new Priority01();        priority01.start();        System.out.println("priority01="+priority01.getPriority());        Priority02 priority02 = new Priority02();        priority02.start();        System.out.println("priority02="+priority02.getPriority());        priority01.setPriority(10);        priority02.setPriority(1);    }}class Priority01 extends Thread {    @Override    public void run() {        for (int i = 0 ; i < 100 ; i++){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+";i="+i);        }    }}class Priority02 extends Thread {    @Override    public void run() {        for (int a = 0 ; a < 100 ; a++){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+";a="+a);        }    }}

注意：优先级范围[MAX_PRIORITY=10，MIN_PRIORITY=1],如果超出范围会抛出IllegalArgumentException异常。

建议：通常实际开发中，是不允许轻易修改线程运行的参数，容易引发认知之外的异常。

四、线程加入

1、基本概念

如果在线程A中，执行线程B的加入方法，那么A线程就会等待线程B执行完毕再返回继续执行。

2、使用案例

public class ExtendThread04 {    public static void main(String[] args) {        JoinThreadA joinThreadA = new JoinThreadA() ;        joinThreadA.start();    }}class JoinThreadA extends Thread {    @Override    public void run() {        System.out.println("缺水中...");        JoinThreadB joinThreadB = new JoinThreadB() ;        joinThreadB.start();        try{            joinThreadB.join();        } catch (Exception e){            e.printStackTrace();        }        System.out.println("喝水中...");    }}class JoinThreadB extends Thread {    @Override    public void run() {        System.out.println("买水中...");        try{            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);        } catch (Exception e){            e.printStackTrace();        }        System.out.println("买到水...");    }}

注意：可以设置线程的加入时间join(long)，毕竟等不到雪月风花,人生都是有时差，只能后会无期了。

五、本地线程

1、基本概念

本地的线程变量，底层维护ThreadLocalMap存储值：

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {    Object value;    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {        super(k);        value = v;    }}

即以Key-Value键值对的方式存储数据。如果对集合容器的源码熟悉的话，这个Entry就是似曾相识感觉。

2、使用案例

public class ExtendThread05 {    private static final ThreadLocal<Long> threadLocal = new ThreadLocal<>() ;    private static void initBegin (){        threadLocal.set(System.currentTimeMillis());    }    private static Long overTime (){        return System.currentTimeMillis()-threadLocal.get();    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        ExtendThread05.initBegin();        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);        System.out.println(ExtendThread05.overTime());    }}

ThreadLocal提供线程内存储变量的能力，并且绑定到当前线程，通过get和set方法就可以得到和设置当前线程对应的值。这个在web开发中是常见的应用。

六、守护线程

1、基本概念

守护线程是支持辅助型线程，主要在程序中起到调度和支持性作用，当Jvm中非守护线程全部结束，守护线程也就会结束。

2、使用案例

public class ExtendThread06 {    public static void main(String[] args) throws Exception {        InputStreamReader is = new InputStreamReader(System.in);        BufferedReader br = new BufferedReader(is);        String value = br.readLine();        CheckThread checkThread = new CheckThread(value) ;        checkThread.setDaemon(true);        checkThread.start();        System.out.println("Main End ...");    }}class CheckThread extends Thread {    private String spell ;    public CheckThread (String spell){        this.spell = spell ;    }    @Override    public void run() {        if (spell.startsWith("cs")){            System.out.println(spell+"：输入正确");        } else {            System.out.println(spell+"：输入错误");        }        try {            TimeUnit.SECONDS.sleep(10);        } catch (InterruptedException e){            e.printStackTrace();        }    }}

注意：守护线程需要显式调用setDaemon(true);方法，这里可以看到main线程结束，整合程序就结束了，丝毫理会休眠中的守护线程。如果打断非守护线程的休眠，试试会不会抛你一脸异常？

七、线程异常处理

1、机制描述

按照Java中异常处理机制，抛异常逐级降低，线程的任务方法run没有抛异常，那重写或者实现的方法自然不能直接throws异常出去。多线程中推荐捕获异常，可以针对性处理机制。

2、使用案例

public class ExtendThread07 {    public static void main(String[] args) {        TryThread tryThread = new TryThread();        tryThread.setName("try-name");        // 定义运行中异常处理策略        MyExe myExe = new MyExe() ;        tryThread.setUncaughtExceptionHandler(myExe);        tryThread.start();    }}class TryThread extends Thread {    @Override    public void run() {        try {            Thread.sleep(1000);        } catch (InterruptedException e){            e.printStackTrace();        }        // 如何处理这里异常？        Integer.parseInt("cicada") ;    }}class MyExe implements Thread.UncaughtExceptionHandler {    @Override    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {        System.out.println(t.getName()+"；异常："+e.getMessage());    }}

通过实现UncaughtExceptionHandler接口，并且线程要指定自定义异常处理对象，也可以处理未检查的异常。

到此，关于“Java线程核心机制是什么”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注编程网网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！