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JVM中的线程行为

JVM做了它想做的事情，那么如何预测线程执行的顺序呢？

线程化是指同时执行程序过程以提高应用程序性能的实践。虽然直接在业务应用程序中使用线程并不常见，但它们一直在Java框架中使用。例如，处理大量信息的框架（如 Spring Batch ）使用线程来管理数据。同时操作线程或CPU进程可提高性能，从而实现更快，更高效的程序。

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获取此Java Challenger 的代码。你可以在按照示例操作时运行自己的测试。

找到你的第一个线程：Java的main()方法

即使你从未直接使用Java线程，你也间接使用它们，因为Java的 main（）方法包含一个主线程。无论何时执行该main()方法，你都执行了主线程。学习Thread该类对于理解线程在Java程序中的工作方式非常有帮助。我们可以通过调用、currentThread().getName()方法来访问正在执行的线程，如下所示：

public class MainThread {   
    public static void main(String... mainThread) {   
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 
    }
}

此代码将打印“main”，标识当前正在执行的线程。知道如何识别正在执行的线程是吸收线程概念的第一步。

Java线程生命周期

使用线程时，了解线程状态至关重要。Java线程生命周期包含六种线程状态：

· New ：实例化了一个新的Thread()。

· Runnable ：Thread的start()方法被调用。

· Running ：start()已调用并且线程正在运行。

· Suspended ：线程暂时挂起，可以由另一个线程恢复。

· Blocked ：线程正在等待机会运行。当一个线程已经调用synchronized()方法，下一个线程必须等到它完成，就会发生这种情况。

· Terminated ：线程执行完成。

图1. Java线程生命周期的六种状态还有更多关于线程状态的探索和理解，但图1中的信息足以让你解决这个Java挑战。

并发处理：扩展Thread类

最简单的是，通过扩展Thread类来完成并发处理，如下所示。

public class InheritingThread extends Thread {
    InheritingThread(String threadName) {
        super(threadName);
    }

    public static void main(String... inheriting) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
        new InheritingThread("inheritingThread").start();
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
    }
}

在这里，我们运行两个线程：MainThread和InheritingThread。当我们使用new inheritingThread()调用方法start()时，将run()执行方法中的逻辑。我们还在Thread类构造函数中传递第二个线程的名称，因此输出将是：

main is running. inheritingThread is running.

Runnable接口

你可以实现 Runnable 接口，而不是使用继承。通过Runnable在Thread构造函数内传递会导致更少的耦合和更大的灵活性。传递Runnable之后，我们可以start()像上一个示例中那样调用方法：

public class RunnableThread implements Runnable {
    public static void main(String... runnableThread) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        new Thread(new RunnableThread()).start();
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

非守护线程vs守护线程

在执行方面，有两种类型的线程： · 非守护线程执行 直到结束。主线程是非守护程序线程的一个很好的例子。main()除非System.exit()强制程序完成，否则代码将始终执行到最后。 · 守护线程 是相反的，当所有非守护线程执行结束，那守护线程也退出了。为了更好地理解守护和非守护线程的关系，请研究此示例：

import java.util.stream.IntStream;

public class NonDaemonAndDaemonThread {
    public static void main(String... nonDaemonAndDaemon) throws InterruptedException {
        System.out.println("Starting the execution in the Thread " + Thread.currentThread().getName());
        Thread daemonThread = new Thread(() -> IntStream.rangeClosed(1, 100000).forEach(System.out::println));
        daemonThread.setDaemon(true);
        daemonThread.start();
        Thread.sleep(10);
        System.out.println("End of the execution in the Thread " + Thread.currentThread().getName());
    }
}

在这个例子中，我使用了守护程序线程来声明1到100,000的范围，迭代所有这些，然后打印。但请记住，如果非守护进程的主线程首先完成，守护程序线程将无法完成执行。输出将按如下方式进行：1. 在主线程中开始执行。2. 打印数字从1到100,000。3. 主线程中的执行结束，很可能在迭代到100,000之前完成。最终输出将取决于你的JVM实现。这让我想到了下一点：线程是不可预测的。

线程优先级和JVM

可以使用该setPriority方法确定线程执行的优先级，但是如何处理它取决于JVM实现。Linux，MacOS和Windows都有不同的JVM实现，每个都将根据自己的默认值处理线程优先级。但是，你设置的线程优先级确实会影响线程调用的顺序。在Thread类声明的三个常数是：

/**
 * The minimum priority that a thread can have.
 */
public final static int MIN_PRIORITY = 1;

/**
 * The default priority that is assigned to a thread.
 */
public final static int NORM_PRIORITY = 5;

/**
 * The maximum priority that a thread can have.
 */
public final static int MAX_PRIORITY = 10;

尝试对以下代码运行一些测试，以查看最终的执行优先级：

public class ThreadPriority {
    public static void main(String... threadPriority) {
        Thread moeThread = new Thread(() -> System.out.println("Moe"));
        Thread barneyThread = new Thread(() -> System.out.println("Barney"));
        Thread homerThread = new Thread(() -> System.out.println("Homer"));
        moeThread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        barneyThread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
        homerThread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        homerThread.start();
        barneyThread.start();
        moeThread.start();
    }
}

即使我们设置moeThread为MAX_PRIORITY，我们也不能指望首先执行此线程。相反，执行顺序将是随机的。

常数与枚举

这个Thread类是用Java 1.0引入的。那时，优先级是使用常量而不是枚举来设置的。但是，使用常量存在问题：如果我们传递的优先级数不在1到10的范围内，则该setPriority()方法将抛出 IllegalArgumentException 。今天，我们可以使用枚举来解决这个问题。使用枚举使得无法传递非法参数，这既简化了代码又使我们能够更好地控制其执行。

Java线程挑战！

你已经了解了一些关于线程的知识，但这对于这篇文章的Java挑战来说已经足够了。首先，研究以下代码：

public class ThreadChallenge {
    private static int wolverineAdrenaline = 10;

    public static void main(String... doYourBest) {
        new Motorcycle("Harley Davidson").start();
        Motorcycle fastBike = new Motorcycle("Dodge Tomahawk");
        fastBike.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        fastBike.setDaemon(false);
        fastBike.start();
        Motorcycle yamaha = new Motorcycle("Yamaha YZF");
        yamaha.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        yamaha.start();
    }

    static class Motorcycle extends Thread {
        Motorcycle(String bikeName) {
            super(bikeName);
        }

        @Override
        public void run() {
            wolverineAdrenaline++;
            if (wolverineAdrenaline == 13) {
                System.out.println(this.getName());
            }
        }
    }
}

这段代码的输出是什么？分析代码并根据你学到的内容尝试确定自己的答案。

A. Harley Davidson

B. Dodge Tomahawk

C. Yamaha YZF

D. Indeterminate

刚刚发生了什么？了解线程行为

在上面的代码中，我们创建了三个线程。第一个线程是Harley Davidson，我们为此线程分配了默认优先级。Dodge Tomahawk分配了第二个线程MAX_PRIORITY。第三是Yamaha YZF，与MIN_PRIORITY。

然后我们启动了线程。为了确定线程将运行的顺序，你可能首先注意到Motorcycle类扩展了Thread类，并且我们已经在构造函数中传递了线程名称。我们还用条件覆盖了run()方法：if wolverineAdrenaline is equals to 13。即使它Yamaha YZF是我们执行顺序中的第三个线程，且MIN_PRIORITY不能保证它将在所有JVM实现的最后执行。

你可能还会注意到，在此示例中，我们将Dodge Tomahawk线程设置为daemon。因为它是一个守护程序线程，Dodge Tomahawk可能永远不会完成执行。但是其他两个线程默认是非守护进程，因此Harley Davidson和Yamaha YZF线程肯定会完成它们的执行。

总之，结果将是D：Indeterminate，因为无法保证线程调度程序将遵循我们的执行顺序或线程优先级。请记住，我们不能依赖程序逻辑（线程或线程优先级的顺序）来预测JVM的执行顺序。