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Java多線程初學者指南(4):線程的生命周期

編輯:關於JAVA

與人有生老病死一樣,線程也同樣要經歷開始(等待)、運行、掛起和停止四種不同的狀態。這四種狀態都可以通過Thread類中的方法進行控制。下面給出了Thread類中和這四種狀態相關的方法。

// 開始線程
public void start( );
public void run( );

// 掛起和喚醒線程
public void resume( );  // 不建議使用
public void suspend( ); // 不建議使用
public static void sleep(long millis);
public static void sleep(long millis, int nanos);

// 終止線程
public void stop( ); // 不建議使用
public void interrupt( );
// 得到線程狀態
public boolean isAlive( );
public boolean isInterrupted( );
public static boolean interrupted( );

// join方法
public void join( ) throws InterruptedException;

一、創建並運行線程

線程在建立後並不馬上執行run方法中的代碼,而是處於等待狀態。線程處於等待狀態時,可以通過Thread類的方法來設置線程不各種屬性,如線程的優先級(setPriority)、線程名(setName)和線程的類型(setDaemon)等。

當調用start方法後,線程開始執行run方法中的代碼。線程進入運行狀態。可以通過Thread類的isAlive方法來判斷線程是否處於運行狀態。當線程處於運行狀態時,isAlive返回true,當isAlive返回false時,可能線程處於等待狀態,也可能處於停止狀態。下面的代碼演示了線程的創建、運行和停止三個狀態之間的切換,並輸出了相應的isAlive返回值。

package chapter2;

public class LifeCycle extends Thread
{
 public void run()
 {
  int n = 0;
  while ((++n) < 1000);
 }

 public static void main(String[] args) throws Exception
 {
  LifeCycle thread1 = new LifeCycle();
  System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());
  thread1.start();
  System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());
  thread1.join();  // 等線程thread1結束後再繼續執行
  System.out.println("thread1已經結束!");
  System.out.println("isAlive: " + thread1.isAlive());
 }
}

要注意一下,在上面的代碼中使用了join方法,這個方法的主要功能是保證線程的run方法完成後程序才繼續運行,這個方法將在後面的文章中介紹

上面代碼的運行結果:

isAlive: false
isAlive: true
thread1已經結束!
isAlive: false

二、掛起和喚醒線程

一但線程開始執行run方法,就會一直到這個run方法執行完成這個線程才退出。但在線程執行的過程中,可以通過兩個方法使線程暫時停止執行。這兩個方法是suspend和sleep。在使用suspend掛起線程後,可以通過resume方法喚醒線程。而使用sleep使線程休眠後,只能在設定的時間後使線程處於就緒狀態(在線程休眠結束後,線程不一定會馬上執行,只是進入了就緒狀態,等待著系統進行調度)。

雖然suspend和resume可以很方便地使線程掛起和喚醒,但由於使用這兩個方法可能會造成一些不可預料的事情發生,因此,這兩個方法被標識為deprecated(抗議)標記,這表明在以後的jdk版本中這兩個方法可能被刪除,所以盡量不要使用這兩個方法來操作線程。下面的代碼演示了sleep、suspend和resume三個方法的使用。

package chapter2;

public class MyThread extends Thread
{
 class SleepThread extends Thread
 {
  public void run()
  {
   try
   {
    sleep(2000);
   }
   catch (Exception e)
   {
   }
  }
 }
 public void run()
 {
  while (true)
  System.out.println(new java.util.Date().getTime());
 }
 public static void main(String[] args) throws Exception
 {
  MyThread thread = new MyThread();
  SleepThread sleepThread = thread.new SleepThread();
  sleepThread.start(); // 開始運行線程sleepThread
  sleepThread.join();  // 使線程sleepThread延遲2秒
  thread.start();
  boolean flag = false;
  while (true)
  {
   sleep(5000);  // 使主線程延遲5秒
   flag = !flag;
   if (flag)
    thread.suspend();
   else
    thread.resume();
  }
 }
}

從表面上看,使用sleep和suspend所產生的效果類似,但sleep方法並不等同於suspend。它們之間最大的一個區別是可以在一個線程中通過suspend方法來掛起另外一個線程,如上面代碼中在主線程中掛起了thread線程。而sleep只對當前正在執行的線程起作用。在上面代碼中分別使sleepThread和主線程休眠了2秒和5秒。在使用sleep時要注意,不能在一個線程中來休眠另一個線程。如main方法中使用thread.sleep(2000)方法是無法使thread線程休眠2秒的,而只能使主線程休眠2秒。

在使用sleep方法時有兩點需要注意:

1.sleep方法有兩個重載形式,其中一個重載形式不僅可以設毫秒,而且還可以設納秒(1,000,000納秒等於1毫秒)。但大多數操作系統平台上的Java虛擬機都無法精確到納秒,因此,如果對sleep設置了納秒,Java虛擬機將取最接近這個值的毫秒。

2.在使用sleep方法時必須使用throws或try{...}catch{...}。因為run方法無法使用throws,所以只能使用try{...}catch{...}。當在線程休眠的過程中,使用interrupt方法(這個方法將在2.3.3中討論)中斷線程時sleep會拋出一個InterruptedException異常。sleep方法的定義如下:

public static void sleep(long millis)  throws InterruptedException
public static void sleep(long millis,  int nanos)  throws InterruptedException

三、終止線程的三種方法

有三種方法可以使終止線程。

1.使用退出標志,使線程正常退出,也就是當run方法完成後線程終止。

2.使用stop方法強行終止線程(這個方法不推薦使用,因為stop和suspend、resume一樣,也可能發生不可預料的結果)。

3.使用interrupt方法中斷線程。 

1.使用退出標志終止線程

當run方法執行完後,線程就會退出。但有時run方法是永遠不會結束的。如在服務端程序中使用線程進行監聽客戶端請求,或是其他的需要循環處理的任務。在這種情況下,一般是將這些任務放在一個循環中,如while循環。如果想讓循環永遠運行下去,可以使用while(true){...}來處理。但要想使while循環在某一特定條件下退出,最直接的方法就是設一個boolean類型的標志,並通過設置這個標志為true或false來控制while循環是否退出。下面給出了一個利用退出標志終止線程的例子。

package chapter2;

public class ThreadFlag extends Thread
{
 public volatile boolean exit = false;

 public void run()
 {
  while (!exit);
 }
 public static void main(String[] args) throws Exception
 {
  ThreadFlag thread = new ThreadFlag();
  thread.start();
  sleep(5000); // 主線程延遲5秒
  thread.exit = true;  // 終止線程thread
  thread.join();
  System.out.println("線程退出!");
 }
}

在上面代碼中定義了一個退出標志exit,當exit為true時,while循環退出,exit的默認值為false。在定義exit時,使用了一個Java關鍵字volatile,這個關鍵字的目的是使exit同步,也就是說在同一時刻只能由一個線程來修改exit的值,

2.使用stop方法終止線程

使用stop方法可以強行終止正在運行或掛起的線程。我們可以使用如下的代碼來終止線程:

thread.stop();

雖然使用上面的代碼可以終止線程,但使用stop方法是很危險的,就象突然關閉計算機電源,而不是按正常程序關機一樣,可能會產生不可預料的結果,因此,並不推薦使用stop方法來終止線程。

3.使用interrupt方法終止線程

使用interrupt方法來終端線程可分為兩種情況:

(1)線程處於阻塞狀態,如使用了sleep方法。

(2)使用while(!isInterrupted()){...}來判斷線程是否被中斷。

在第一種情況下使用interrupt方法,sleep方法將拋出一個InterruptedException例外,而在第二種情況下線程將直接退出。下面的代碼演示了在第一種情況下使用interrupt方法。

package chapter2;

public class ThreadInterrupt extends Thread
{
 public void run()
 {
  try
  {
   sleep(50000);  // 延遲50秒
  }
  catch (InterruptedException e)
  {
   System.out.println(e.getMessage());
  }
 }
 public static void main(String[] args) throws Exception
 {
  Thread thread = new ThreadInterrupt();
  thread.start();
  System.out.println("在50秒之內按任意鍵中斷線程!");
  System.in.read();
  thread.interrupt();
  thread.join();
  System.out.println("線程已經退出!");
 }
}

上面代碼的運行結果如下:

在50秒之內按任意鍵中斷線程!

sleep interrupted
線程已經退出!

在調用interrupt方法後, sleep方法拋出異常,然後輸出錯誤信息:sleep interrupted。

注意:在Thread類中有兩個方法可以判斷線程是否通過interrupt方法被終止。一個是靜態的方法interrupted(),一個是非靜態的方法isInterrupted(),這兩個方法的區別是interrupted用來判斷當前線是否被中斷,而isInterrupted可以用來判斷其他線程是否被中斷。因此,while (!isInterrupted())也可以換成while (!Thread.interrupted())。

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