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線程或者說(shuō)多線程，是我們處理多任務(wù)的強(qiáng)大工具。線程和進(jìn)程是不同的，每個(gè)進(jìn)程都是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的程序，擁有自己的變量，且不同進(jìn)程間的變量不能共享；而線程是運(yùn)行在進(jìn)程內(nèi)部的，每個(gè)正在運(yùn)行的進(jìn)程至少有一個(gè)線程，而且不同的線程之間可以在進(jìn)程范圍內(nèi)共享數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)進(jìn)程有自己獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，而線程是和它所屬的進(jìn)程內(nèi)的其他線程共享一個(gè)存儲(chǔ)空間。線程的使用可以使我們能夠并行地處理一些事情。線程通過(guò)并行的處理給用戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)，比如你使用的郵件系統(tǒng)（outlook、Thunderbird、foxmail等），你當(dāng)然不希望它們?cè)谑杖⌒锣]件的時(shí)候，導(dǎo)致你連已經(jīng)收下來(lái)的郵件都無(wú)法閱讀，而只能等待收取郵件操作執(zhí)行完畢。這正是線程的意義所在。

實(shí)現(xiàn)線程的方式

實(shí)現(xiàn)線程的方式有兩種：

繼承java.lang.Thread，并重寫(xiě)它的run()方法，將線程的執(zhí)行主體放入其中。
實(shí)現(xiàn)java.lang.Runnable接口，實(shí)現(xiàn)它的run()方法，并將線程的執(zhí)行主體放入其中。

這是繼承Thread類(lèi)實(shí)現(xiàn)線程的示例：

Java代碼

public ? class ?ThreadTest? extends ?Thread?{ ??
???? public ? void ?run()?{ ??
???????? //?在這里編寫(xiě)線程執(zhí)行的主體 ??
???????? //?do?something ??
????} ??
}??

    public class ThreadTest extends Thread {
	public void run() {
		// 在這里編寫(xiě)線程執(zhí)行的主體
		// do something
	}
}

這是實(shí)現(xiàn)Runnable接口實(shí)現(xiàn)多線程的示例：

Java代碼

public ? class ?RunnableTest? implements ?Runnable?{ ??
???? public ? void ?run()?{ ??
???????? //?在這里編寫(xiě)線程執(zhí)行的主體 ??
???????? //?do?something ??
????} ??
}??

    public class RunnableTest implements Runnable {
	public void run() {
		// 在這里編寫(xiě)線程執(zhí)行的主體
		// do something
	}
}

這兩種實(shí)現(xiàn)方式的區(qū)別并不大。繼承Thread類(lèi)的方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，但是繼承它的類(lèi)就不能再繼承別的類(lèi)了，因此也就不能繼承別的類(lèi)的有用的方法了。而使用是想Runnable接口的方式就不存在這個(gè)問(wèn)題了，而且這種實(shí)現(xiàn)方式將線程主體和線程對(duì)象本身分離開(kāi)來(lái)，邏輯上也較為清晰，所以推薦大家更多地采用這種方式。

如何啟動(dòng)線程

我們通過(guò)以上兩種方式實(shí)現(xiàn)了一個(gè)線程之后，線程的實(shí)例并沒(méi)有被創(chuàng)建，因此它們也并沒(méi)有被運(yùn)行。我們要啟動(dòng)一個(gè)線程，必須調(diào)用方法來(lái)啟動(dòng)它，這個(gè)方法就是Thread類(lèi)的start()方法，而不是run()方法（既不是我們繼承Thread類(lèi)重寫(xiě)的run()方法，也不是實(shí)現(xiàn)Runnable接口的run()方法）。run()方法中包含的是線程的主體，也就是這個(gè)線程被啟動(dòng)后將要運(yùn)行的代碼，它跟線程的啟動(dòng)沒(méi)有任何關(guān)系。上面兩種實(shí)現(xiàn)線程的方式在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有所不同。

繼承Thread類(lèi)的啟動(dòng)方式：

Java代碼

public ? class ?ThreadStartTest?{ ??
???? public ? static ? void ?main(String[]?args)?{ ??
???????? //?創(chuàng)建一個(gè)線程實(shí)例 ??
????????ThreadTest?tt?=? new ?ThreadTest(); ??
???????? //?啟動(dòng)線程 ??
????????tt.start(); ??
????} ??
}??

    public class ThreadStartTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 創(chuàng)建一個(gè)線程實(shí)例
		ThreadTest tt = new ThreadTest();
		// 啟動(dòng)線程
		tt.start();
	}
}

實(shí)現(xiàn)Runnable接口的啟動(dòng)方式：

Java代碼

public ? class ?RunnableStartTest?{ ??
???? public ? static ? void ?main(String[]?args)?{ ??
???????? //?創(chuàng)建一個(gè)線程實(shí)例 ??
????????Thread?t?=? new ?Thread( new ?RunnableTest()); ??
???????? //?啟動(dòng)線程 ??
????????t.start(); ??
????} ??
}??

    public class RunnableStartTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 創(chuàng)建一個(gè)線程實(shí)例
		Thread t = new Thread(new RunnableTest());
		// 啟動(dòng)線程
		t.start();
	}
}

實(shí)際上這兩種啟動(dòng)線程的方式原理是一樣的。首先都是調(diào)用本地方法啟動(dòng)一個(gè)線程，其次是在這個(gè)線程里執(zhí)行目標(biāo)對(duì)象的run()方法。那么這個(gè)目標(biāo)對(duì)象是什么呢？為了弄明白這個(gè)問(wèn)題，我們來(lái)看看Thread類(lèi)的run()方法的實(shí)現(xiàn)：

Java代碼

public ? void ?run()?{ ??
???? if ?(target?!=? null )?{ ??
????????target.run(); ??
????} ??
}??

    public void run() {
	if (target != null) {
		target.run();
	}
}

當(dāng)我們采用實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)線程的情況下，在調(diào)用new Thread(Runnable target)構(gòu)造器時(shí)，將實(shí)現(xiàn)Runnable接口的類(lèi)的實(shí)例設(shè)置成了線程要執(zhí)行的主體所屬的目標(biāo)對(duì)象target，當(dāng)線程啟動(dòng)時(shí)，這個(gè)實(shí)例的run()方法就被執(zhí)行了。當(dāng)我們采用繼承Thread的方式實(shí)現(xiàn)線程時(shí)，線程的這個(gè)run()方法被重寫(xiě)了，所以當(dāng)線程啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行的是這個(gè)對(duì)象自身的run()方法。總結(jié)起來(lái)就一句話，線程類(lèi)有一個(gè)Runnable類(lèi)型的target屬性，它是線程啟動(dòng)后要執(zhí)行的run()方法所屬的主體，如果我們采用的是繼承Thread類(lèi)的方式，那么這個(gè)target就是線程對(duì)象自身，如果我們采用的是實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式，那么這個(gè)target就是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的類(lèi)的實(shí)例。

線程的狀態(tài)

在Java 1.4及以下的版本中，每個(gè)線程都具有新建、可運(yùn)行、阻塞、死亡四種狀態(tài)，但是在Java 5.0及以上版本中，線程的狀態(tài)被擴(kuò)充為新建、可運(yùn)行、阻塞、等待、定時(shí)等待、死亡六種。線程的狀態(tài)完全包含了一個(gè)線程從新建到運(yùn)行，最后到結(jié)束的整個(gè)生命周期。線程狀態(tài)的具體信息如下：

NEW（新建狀態(tài)、初始化狀態(tài)）： 線程對(duì)象已經(jīng)被創(chuàng)建，但是還沒(méi)有被啟動(dòng)時(shí)的狀態(tài)。這段時(shí)間就是在我們調(diào)用new命令之后，調(diào)用start()方法之前。
RUNNABLE（可運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)）： 在我們調(diào)用了線程的start()方法之后線程所處的狀態(tài)。處于RUNNABLE狀態(tài)的線程在JAVA虛擬機(jī)（JVM）上是運(yùn)行著的，但是它可能還正在等待操作系統(tǒng)分配給它相應(yīng)的運(yùn)行資源以得以運(yùn)行。
BLOCKED（阻塞狀態(tài)、被中斷運(yùn)行）： 線程正在等待其它的線程釋放同步鎖，以進(jìn)入一個(gè)同步塊或者同步方法繼續(xù)運(yùn)行；或者它已經(jīng)進(jìn)入了某個(gè)同步塊或同步方法，在運(yùn)行的過(guò)程中它調(diào)用了某個(gè)對(duì)象繼承自java.lang.Object的wait()方法，正在等待重新返回這個(gè)同步塊或同步方法。
WAITING（等待狀態(tài)）： 當(dāng)前線程調(diào)用了java.lang.Object.wait()、java.lang.Thread.join()或者java.util.concurrent.locks.LockSupport.park()三個(gè)中的任意一個(gè)方法，正在等待另外一個(gè)線程執(zhí)行某個(gè)操作。比如一個(gè)線程調(diào)用了某個(gè)對(duì)象的wait()方法，正在等待其它線程調(diào)用這個(gè)對(duì)象的notify()或者notifyAll()（這兩個(gè)方法同樣是繼承自O(shè)bject類(lèi)）方法來(lái)喚醒它；或者一個(gè)線程調(diào)用了另一個(gè)線程的join()（這個(gè)方法屬于Thread類(lèi)）方法，正在等待這個(gè)方法運(yùn)行結(jié)束。
TIMED_WAITING（定時(shí)等待狀態(tài)）： 當(dāng)前線程調(diào)用了java.lang.Object.wait(long timeout)、java.lang.Thread.join(long millis)、java.util.concurrent.locks.LockSupport.packNanos(long nanos)、java.util.concurrent.locks.LockSupport.packUntil(long deadline)四個(gè)方法中的任意一個(gè)，進(jìn)入等待狀態(tài)，但是與WAITING狀態(tài)不同的是，它有一個(gè)最大等待時(shí)間，即使等待的條件仍然沒(méi)有滿足，只要到了這個(gè)時(shí)間它就會(huì)自動(dòng)醒來(lái)。
TERMINATED（死亡狀態(tài)、終止?fàn)顟B(tài)）： 線程完成執(zhí)行后的狀態(tài)。線程執(zhí)行完run()方法中的全部代碼，從該方法中退出，進(jìn)入TERMINATED狀態(tài)。還有一種情況是run()在運(yùn)行過(guò)程中拋出了一個(gè)異常，而這個(gè)異常沒(méi)有被程序捕獲，導(dǎo)致這個(gè)線程異常終止進(jìn)入TERMINATED狀態(tài)。

在Java5.0及以上版本中，線程的全部六種狀態(tài)都以枚舉類(lèi)型的形式定義在java.lang.Thread類(lèi)中了，代碼如下：

Java代碼

public ? enum ?State?{ ??
????NEW, ??
????RUNNABLE, ??
????BLOCKED, ??
????WAITING, ??
????TIMED_WAITING, ??
????TERMINATED; ??
}??

    public enum State {
	NEW,
	RUNNABLE,
	BLOCKED,
	WAITING,
	TIMED_WAITING,
	TERMINATED;
}

sleep()和wait()的區(qū)別

sleep()方法和wait()方法都成產(chǎn)生讓當(dāng)前運(yùn)行的線程停止運(yùn)行的效果，這是它們的共同點(diǎn)。下面我們來(lái)詳細(xì)說(shuō)說(shuō)它們的不同之處。

sleep()方法是本地方法，屬于Thread類(lèi)，它有兩種定義：

Java代碼

public ? static ? native ? void ?sleep( long ?millis)? throws ?InterruptedException; ??
??
public ? static ? void ?sleep( long ?millis,? int ?nanos)? throws ?InterruptedException?{ ??
???? //other?code ??
}??

    public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;

public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException {
	//other code
}

其中的參數(shù)millis代表毫秒數(shù)（千分之一秒），nanos代表納秒數(shù)（十億分之一秒）。這兩個(gè)方法都可以讓調(diào)用它的線程沉睡（停止運(yùn)行）指定的時(shí)間，到了這個(gè)時(shí)間，線程就會(huì)自動(dòng)醒來(lái)，變?yōu)榭蛇\(yùn)行狀態(tài)（RUNNABLE），但這并不表示它馬上就會(huì)被運(yùn)行，因?yàn)榫€程調(diào)度機(jī)制恢復(fù)線程的運(yùn)行也需要時(shí)間。調(diào)用sleep()方法并不會(huì)讓線程釋放它所持有的同步鎖；而且在這期間它也不會(huì)阻礙其它線程的運(yùn)行。上面的連個(gè)方法都聲明拋出一個(gè)InterruptedException類(lèi)型的異常，這是因?yàn)榫€程在sleep()期間，有可能被持有它的引用的其它線程調(diào)用它的interrupt()方法而中斷。中斷一個(gè)線程會(huì)導(dǎo)致一個(gè)InterruptedException異常的產(chǎn)生，如果你的程序不捕獲這個(gè)異常，線程就會(huì)異常終止，進(jìn)入TERMINATED狀態(tài)，如果你的程序捕獲了這個(gè)異常，那么程序就會(huì)繼續(xù)執(zhí)行catch語(yǔ)句塊（可能還有finally語(yǔ)句塊）以及以后的代碼。

為了更好地理解interrupt()效果，我們來(lái)看一下下面這個(gè)例子：

Java代碼

public ? class ?InterruptTest?{ ??
???? public ? static ? void ?main(String[]?args)?{ ??
????????Thread?t?=? new ?Thread()?{ ??
???????????? public ? void ?run()?{ ??
???????????????? try ?{ ??
????????????????????System.out.println( "我被執(zhí)行了-在sleep()方法前" ); ??
???????????????????? //?停止運(yùn)行10分鐘 ??
????????????????????Thread.sleep( 1000 ?*? 60 ?*? 10 ); ??
????????????????????System.out.println( "我被執(zhí)行了-在sleep()方法后" ); ??
????????????????}? catch ?(InterruptedException?e)?{ ??
????????????????????System.out.println( "我被執(zhí)行了-在catch語(yǔ)句塊中" ); ??
????????????????} ??
????????????????System.out.println( "我被執(zhí)行了-在try{}語(yǔ)句塊后" ); ??
????????????} ??
????????}; ??
???????? //?啟動(dòng)線程 ??
????????t.start(); ??
???????? //?在sleep()結(jié)束前中斷它 ??
????????t.interrupt(); ??
????} ??
}??

    public class InterruptTest {
	public static void main(String[] args) {
		Thread t = new Thread() {
			public void run() {
				try {
					System.out.println("我被執(zhí)行了-在sleep()方法前");
					// 停止運(yùn)行10分鐘
					Thread.sleep(1000 * 60 * 10);
					System.out.println("我被執(zhí)行了-在sleep()方法后");
				} catch (InterruptedException e) {
					System.out.println("我被執(zhí)行了-在catch語(yǔ)句塊中");
				}
				System.out.println("我被執(zhí)行了-在try{}語(yǔ)句塊后");
			}
		};
		// 啟動(dòng)線程
		t.start();
		// 在sleep()結(jié)束前中斷它
		t.interrupt();
	}
}

運(yùn)行結(jié)果：

我被執(zhí)行了-在sleep()方法前
我被執(zhí)行了-在catch語(yǔ)句塊中
我被執(zhí)行了-在try{}語(yǔ)句塊后

wait()方法也是本地方法，屬于Object類(lèi)，有三個(gè)定義：

Java代碼

public ? final ? void ?wait()? throws ?InterruptedException?{ ??
???? //do?something ??
} ??
??
public ? final ? native ? void ?wait( long ?timeout)? throws ?InterruptedException; ??
??
public ? final ? void ?wait( long ?timeout,? int ?nanos)? throws ?InterruptedException?{ ??
???? //do?something ??
}??

    public final void wait() throws InterruptedException {
	//do something
}

public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {
	//do something
}

wari()和wait(long timeout,int nanos)方法都是基于wait(long timeout)方法實(shí)現(xiàn)的。同樣地，timeout代表毫秒數(shù)，nanos代表納秒數(shù)。當(dāng)調(diào)用了某個(gè)對(duì)象的wait()方法時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行的線程就會(huì)轉(zhuǎn)入等待狀態(tài)（WAITING），等待別的線程再次調(diào)用這個(gè)對(duì)象的notify()或者notifyAll()方法（這兩個(gè)方法也是本地方法）喚醒它，或者到了指定的最大等待時(shí)間，線程自動(dòng)醒來(lái)。如果線程擁有某個(gè)或某些對(duì)象的同步鎖，那么在調(diào)用了wait()后，這個(gè)線程就會(huì)釋放它持有的所有同步資源，而不限于這個(gè)被調(diào)用了wait()方法的對(duì)象。wait()方法同樣會(huì)被Thread類(lèi)的interrupt()方法中斷，并產(chǎn)生一個(gè)InterruptedException異常，效果同sleep()方法被中斷一樣。

實(shí)現(xiàn)同步的方式

同步是多線程中的重要概念。同步的使用可以保證在多線程運(yùn)行的環(huán)境中，程序不會(huì)產(chǎn)生設(shè)計(jì)之外的錯(cuò)誤結(jié)果。同步的實(shí)現(xiàn)方式有兩種，同步方法和同步塊，這兩種方式都要用到synchronized關(guān)鍵字。

給一個(gè)方法增加synchronized修飾符之后就可以使它成為同步方法，這個(gè)方法可以是靜態(tài)方法和非靜態(tài)方法，但是不能是抽象類(lèi)的抽象方法，也不能是接口中的接口方法。下面代碼是一個(gè)同步方法的示例：

Java代碼

public ? synchronized ? void ?aMethod()?{ ??
???? //?do?something ??
} ??
??
public ? static ? synchronized ? void ?anotherMethod()?{ ??
???? //?do?something ??
}??

    public synchronized void aMethod() {
	// do something
}

public static synchronized void anotherMethod() {
	// do something
}

線程在執(zhí)行同步方法時(shí)是具有排它性的。當(dāng)任意一個(gè)線程進(jìn)入到一個(gè)對(duì)象的任意一個(gè)同步方法時(shí)，這個(gè)對(duì)象的所有同步方法都被鎖定了，在此期間，其他任何線程都不能訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的任意一個(gè)同步方法，直到這個(gè)線程執(zhí)行完它所調(diào)用的同步方法并從中退出，從而導(dǎo)致它釋放了該對(duì)象的同步鎖之后。在一個(gè)對(duì)象被某個(gè)線程鎖定之后，其他線程是可以訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的所有非同步方法的。

同步塊的形式雖然與同步方法不同，但是原理和效果是一致的。同步塊是通過(guò)鎖定一個(gè)指定的對(duì)象，來(lái)對(duì)同步塊中包含的代碼進(jìn)行同步；而同步方法是對(duì)這個(gè)方法塊里的代碼進(jìn)行同步，而這種情況下鎖定的對(duì)象就是同步方法所屬的主體對(duì)象自身。如果這個(gè)方法是靜態(tài)同步方法呢？那么線程鎖定的就不是這個(gè)類(lèi)的對(duì)象了，也不是這個(gè)類(lèi)自身，而是這個(gè)類(lèi)對(duì)應(yīng)的java.lang.Class類(lèi)型的對(duì)象。同步方法和同步塊之間的相互制約只限于同一個(gè)對(duì)象之間，所以靜態(tài)同步方法只受它所屬類(lèi)的其它靜態(tài)同步方法的制約，而跟這個(gè)類(lèi)的實(shí)例（對(duì)象）沒(méi)有關(guān)系。

下面這段代碼演示了同步塊的實(shí)現(xiàn)方式：

Java代碼

public ? void ?test()?{ ??
???? //?同步鎖 ??
????String?lock?=? "LOCK" ; ??
??
???? //?同步塊 ??
???? synchronized ?(lock)?{ ??
???????? //?do?something ??
????} ??
??
???? int ?i?=? 0 ; ??
???? //?... ??
}??

    public void test() {
	// 同步鎖
	String lock = "LOCK";

	// 同步塊
	synchronized (lock) {
		// do something
	}

	int i = 0;
	// ...
}

對(duì)于作為同步鎖的對(duì)象并沒(méi)有什么特別要求，任意一個(gè)對(duì)象都可以。如果一個(gè)對(duì)象既有同步方法，又有同步塊，那么當(dāng)其中任意一個(gè)同步方法或者同步塊被某個(gè)線程執(zhí)行時(shí)，這個(gè)對(duì)象就被鎖定了，其他線程無(wú)法在此時(shí)訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的同步方法，也不能執(zhí)行同步塊。

synchronized和Lock

Lock是一個(gè)接口，它位于Java 5.0新增的java.utils.concurrent包的子包locks中。concurrent包及其子包中的類(lèi)都是用來(lái)處理多線程編程的。實(shí)現(xiàn)Lock接口的類(lèi)具有與synchronized關(guān)鍵字同樣的功能，但是它更加強(qiáng)大一些。java.utils.concurrent.locks.ReentrantLock是較常用的實(shí)現(xiàn)了Lock接口的類(lèi)。下面是ReentrantLock類(lèi)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例：

Java代碼

private ?Lock?lock?=? new ?ReentrantLock(); ??
??
public ? void ?testLock()?{ ??
???? //?鎖定對(duì)象 ??
????lock.lock(); ??
???? try ?{ ??
???????? //?do?something ??
????}? finally ?{ ??
???????? //?釋放對(duì)對(duì)象的鎖定 ??
????????lock.unlock(); ??
????} ??
}??

    private Lock lock = new ReentrantLock();

public void testLock() {
	// 鎖定對(duì)象
	lock.lock();
	try {
		// do something
	} finally {
		// 釋放對(duì)對(duì)象的鎖定
		lock.unlock();
	}
}

lock()方法用于鎖定對(duì)象，unlock()方法用于釋放對(duì)對(duì)象的鎖定，他們都是在Lock接口中定義的方法。位于這兩個(gè)方法之間的代碼在被執(zhí)行時(shí)，效果等同于被放在synchronized同步塊中。一般用法是將需要在lock()和unlock()方法之間執(zhí)行的代碼放在try{}塊中，并且在finally{}塊中調(diào)用unlock()方法，這樣就可以保證即使在執(zhí)行代碼拋出異常的情況下，對(duì)象的鎖也總是會(huì)被釋放，否則的話就會(huì)為死鎖的產(chǎn)生增加可能。

使用synchronized關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)的同步，會(huì)把一個(gè)對(duì)象的所有同步方法和同步塊看做一個(gè)整體，只要有一個(gè)被某個(gè)線程調(diào)用了，其他的就無(wú)法被別的線程執(zhí)行，即使這些方法或同步塊與被調(diào)用的代碼之間沒(méi)有任何邏輯關(guān)系，這顯然降低了程序的運(yùn)行效率。而使用Lock就能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題。我們可以把一個(gè)對(duì)象中按照邏輯關(guān)系把需要同步的方法或代碼進(jìn)行分組，為每個(gè)組創(chuàng)建一個(gè)Lock類(lèi)型的對(duì)象，對(duì)實(shí)現(xiàn)同步。那么，當(dāng)一個(gè)同步塊被執(zhí)行時(shí)，這個(gè)線程只會(huì)鎖定與當(dāng)前運(yùn)行代碼相關(guān)的其他代碼最小集合，而并不影響其他線程對(duì)其余同步代碼的調(diào)用執(zhí)行。

關(guān)于死鎖

死鎖就是一個(gè)進(jìn)程中的每個(gè)線程都在等待這個(gè)進(jìn)程中的其他線程釋放所占用的資源，從而導(dǎo)致所有線程都無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行的情況。死鎖是多線程編程中一個(gè)隱藏的陷阱，它經(jīng)常發(fā)生在多個(gè)線程共用資源的時(shí)候。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，死鎖一般隱藏的較深，不容易被發(fā)現(xiàn)，一旦死鎖現(xiàn)象發(fā)生，就必然會(huì)導(dǎo)致程序的癱瘓。因此必須避免它的發(fā)生。

程序中必須同時(shí)滿足以下四個(gè)條件才會(huì)引發(fā)死鎖：

互斥（Mutual exclusion）： 線程所使用的資源中至少有一個(gè)是不能共享的，它在同一時(shí)刻只能由一個(gè)線程使用。
持有與等待（Hold and wait）： 至少有一個(gè)線程已經(jīng)持有了資源，并且正在等待獲取其他的線程所持有的資源。
非搶占式（No pre-emption）： 如果一個(gè)線程已經(jīng)持有了某個(gè)資源，那么在這個(gè)線程釋放這個(gè)資源之前，別的線程不能把它搶奪過(guò)去使用。
循環(huán)等待（Circular wait）： 假設(shè)有N個(gè)線程在運(yùn)行，第一個(gè)線程持有了一個(gè)資源，并且正在等待獲取第二個(gè)線程持有的資源，而第二個(gè)線程正在等待獲取第三個(gè)線程持有的資源，依此類(lèi)推……第N個(gè)線程正在等待獲取第一個(gè)線程持有的資源，由此形成一個(gè)循環(huán)等待。

線程池

線程池就像數(shù)據(jù)庫(kù)連接池一樣，是一個(gè)對(duì)象池。所有的對(duì)象池都有一個(gè)共同的目的，那就是為了提高對(duì)象的使用率，從而達(dá)到提高程序效率的目的。比如對(duì)于Servlet，它被設(shè)計(jì)為多線程的（如果它是單線程的，你就可以想象，當(dāng)1000個(gè)人同時(shí)請(qǐng)求一個(gè)網(wǎng)頁(yè)時(shí)，在第一個(gè)人獲得請(qǐng)求結(jié)果之前，其它999個(gè)人都在郁悶地等待），如果為每個(gè)用戶的每一次請(qǐng)求都創(chuàng)建一個(gè)新的線程對(duì)象來(lái)運(yùn)行的話，系統(tǒng)就會(huì)在創(chuàng)建線程和銷(xiāo)毀線程上耗費(fèi)很大的開(kāi)銷(xiāo)，大大降低系統(tǒng)的效率。因此，Servlet多線程機(jī)制背后有一個(gè)線程池在支持，線程池在初始化初期就創(chuàng)建了一定數(shù)量的線程對(duì)象，通過(guò)提高對(duì)這些對(duì)象的利用率，避免高頻率地創(chuàng)建對(duì)象，從而達(dá)到提高程序的效率的目的。

下面實(shí)現(xiàn)一個(gè)最簡(jiǎn)單的線程池，從中理解它的實(shí)現(xiàn)原理。為此我們定義了四個(gè)類(lèi)，它們的用途及具體實(shí)現(xiàn)如下：
[list=1]

Task（任務(wù)）： 這是個(gè)代表任務(wù)的抽象類(lèi)，其中定義了一個(gè)deal()方法，繼承Task抽象類(lèi)的子類(lèi)需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法，并把這個(gè)任務(wù)需要完成的具體工作在deal()方法編碼實(shí)現(xiàn)。線程池中的線程之所以被創(chuàng)建，就是為了執(zhí)行各種各樣數(shù)量繁多的任務(wù)的，為了方便線程對(duì)任務(wù)的處理，我們需要用Task抽象類(lèi)來(lái)保證任務(wù)的具體工作統(tǒng)一放在deal()方法里來(lái)完成，這樣也使代碼更加規(guī)范。
Task的定義如下：

Java代碼

public ? abstract ? class ?Task?{ ??
???? public ? enum ?State?{ ??
???????? /*?新建?*/ NEW,? /*?執(zhí)行中?*/ RUNNING,? /*?已完成?*/ FINISHED ??
????} ??
??
???? //?任務(wù)狀態(tài) ??
???? private ?State?state?=?State.NEW; ??
??
???? public ? void ?setState(State?state)?{ ??
???????? this .state?=?state; ??
????} ??
??
???? public ?State?getState()?{ ??
???????? return ?state; ??
????} ??
??
???? public ? abstract ? void ?deal(); ??
}??

      public abstract class Task {
	public enum State {
		/* 新建 */NEW, /* 執(zhí)行中 */RUNNING, /* 已完成 */FINISHED
	}

	// 任務(wù)狀態(tài)
	private State state = State.NEW;

	public void setState(State state) {
		this.state = state;
	}

	public State getState() {
		return state;
	}

	public abstract void deal();
}

TaskQueue（任務(wù)隊(duì)列）： 在同一時(shí)刻，可能有很多任務(wù)需要執(zhí)行，而程序在同一時(shí)刻只能執(zhí)行一定數(shù)量的任務(wù)，當(dāng)需要執(zhí)行的任務(wù)數(shù)超過(guò)了程序所能承受的任務(wù)數(shù)時(shí)怎么辦呢？這就有了先執(zhí)行哪些任務(wù)，后執(zhí)行哪些任務(wù)的規(guī)則。TaskQueue類(lèi)就定義了這些規(guī)則中的一種，它采用的是FIFO（先進(jìn)先出，英文名是First In First Out）的方式，也就是按照任務(wù)到達(dá)的先后順序執(zhí)行。
TaskQueue類(lèi)的定義如下：

Java代碼

import ?java.util.Iterator; ??
import ?java.util.LinkedList; ??
import ?java.util.List; ??
??
public ? class ?TaskQueue?{ ??
???? private ?List<Task>?queue?=? new ?LinkedList<Task>(); ??
??
???? //?添加一項(xiàng)任務(wù) ??
???? public ? synchronized ? void ?addTask(Task?task)?{ ??
???????? if ?(task?!=? null )?{ ??
????????????queue.add(task); ??
????????} ??
????} ??
??
???? //?完成任務(wù)后將它從任務(wù)隊(duì)列中刪除 ??
???? public ? synchronized ? void ?finishTask(Task?task)?{ ??
???????? if ?(task?!=? null )?{ ??
????????????task.setState(Task.State.FINISHED); ??
????????????queue.remove(task); ??
????????} ??
????} ??
??
???? //?取得一項(xiàng)待執(zhí)行任務(wù) ??
???? public ? synchronized ?Task?getTask()?{ ??
????????Iterator<Task>?it?=?queue.iterator(); ??
????????Task?task; ??
???????? while ?(it.hasNext())?{ ??
????????????task?=?it.next(); ??
???????????? //?尋找一個(gè)新建的任務(wù) ??
???????????? if ?(Task.State.NEW.equals(task.getState()))?{ ??
???????????????? //?把任務(wù)狀態(tài)置為運(yùn)行中 ??
????????????????task.setState(Task.State.RUNNING); ??
???????????????? return ?task; ??
????????????} ??
????????} ??
???????? return ? null ; ??
????} ??
}??

      import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class TaskQueue {
	private List<Task> queue = new LinkedList<Task>();

	// 添加一項(xiàng)任務(wù)
	public synchronized void addTask(Task task) {
		if (task != null) {
			queue.add(task);
		}
	}

	// 完成任務(wù)后將它從任務(wù)隊(duì)列中刪除
	public synchronized void finishTask(Task task) {
		if (task != null) {
			task.setState(Task.State.FINISHED);
			queue.remove(task);
		}
	}

	// 取得一項(xiàng)待執(zhí)行任務(wù)
	public synchronized Task getTask() {
		Iterator<Task> it = queue.iterator();
		Task task;
		while (it.hasNext()) {
			task = it.next();
			// 尋找一個(gè)新建的任務(wù)
			if (Task.State.NEW.equals(task.getState())) {
				// 把任務(wù)狀態(tài)置為運(yùn)行中
				task.setState(Task.State.RUNNING);
				return task;
			}
		}
		return null;
	}
}

addTask(Task task)方法用于當(dāng)一個(gè)新的任務(wù)到達(dá)時(shí)，將它添加到任務(wù)隊(duì)列中。這里使用了LinkedList類(lèi)來(lái)保存任務(wù)到達(dá)的先后順序。finishTask(Task task)方法用于任務(wù)被執(zhí)行完畢時(shí)，將它從任務(wù)隊(duì)列中清除出去。getTask()方法用于取得當(dāng)前要執(zhí)行的任務(wù)。

TaskThread（執(zhí)行任務(wù)的線程）： 它繼承自Thread類(lèi)，專(zhuān)門(mén)用于執(zhí)行任務(wù)隊(duì)列中的待執(zhí)行任務(wù)。

Java代碼

public ? class ?TaskThread? extends ?Thread?{ ??
???? //?該線程所屬的線程池 ??
???? private ?ThreadPoolService?service; ??
??
???? public ?TaskThread(ThreadPoolService?tps)?{ ??
????????service?=?tps; ??
????} ??
??
???? public ? void ?run()?{ ??
???????? //?在線程池運(yùn)行的狀態(tài)下執(zhí)行任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù) ??
???????? while ?(service.isRunning())?{ ??
????????????TaskQueue?queue?=?service.getTaskQueue(); ??
????????????Task?task?=?queue.getTask(); ??
???????????? if ?(task?!=? null )?{ ??
????????????????task.deal(); ??
????????????} ??
????????????queue.finishTask(task); ??
????????} ??
????} ??
}??

      public class TaskThread extends Thread {
	// 該線程所屬的線程池
	private ThreadPoolService service;

	public TaskThread(ThreadPoolService tps) {
		service = tps;
	}

	public void run() {
		// 在線程池運(yùn)行的狀態(tài)下執(zhí)行任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)
		while (service.isRunning()) {
			TaskQueue queue = service.getTaskQueue();
			Task task = queue.getTask();
			if (task != null) {
				task.deal();
			}
			queue.finishTask(task);
		}
	}
}

ThreadPoolService（線程池服務(wù)類(lèi)）： 這是線程池最核心的一個(gè)類(lèi)。它在被創(chuàng)建了時(shí)候就創(chuàng)建了幾個(gè)線程對(duì)象，但是這些線程并沒(méi)有啟動(dòng)運(yùn)行，但調(diào)用了start()方法啟動(dòng)線程池服務(wù)時(shí)，它們才真正運(yùn)行。stop()方法可以停止線程池服務(wù)，同時(shí)停止池中所有線程的運(yùn)行。而runTask(Task task)方法是將一個(gè)新的待執(zhí)行任務(wù)交與線程池來(lái)運(yùn)行。
ThreadPoolService類(lèi)的定義如下：

Java代碼

import ?java.util.ArrayList; ??
import ?java.util.List; ??
??
public ? class ?ThreadPoolService?{ ??
???? //?線程數(shù) ??
???? public ? static ? final ? int ?THREAD_COUNT?=? 5 ; ??
??
???? //?線程池狀態(tài) ??
???? private ?Status?status?=?Status.NEW; ??
??
???? private ?TaskQueue?queue?=? new ?TaskQueue(); ??
??
???? public ? enum ?Status?{ ??
???????? /*?新建?*/ NEW,? /*?提供服務(wù)中?*/ RUNNING,? /*?停止服務(wù)?*/ TERMINATED, ??
????} ??
??
???? private ?List<Thread>?threads?=? new ?ArrayList<Thread>(); ??
??
???? public ?ThreadPoolService()?{ ??
???????? for ?( int ?i?=? 0 ;?i?<?THREAD_COUNT;?i++)?{ ??
????????????Thread?t?=? new ?TaskThread( this ); ??
????????????threads.add(t); ??
????????} ??
????} ??
??
???? //?啟動(dòng)服務(wù) ??
???? public ? void ?start()?{ ??
???????? this .status?=?Status.RUNNING; ??
???????? for ?( int ?i?=? 0 ;?i?<?THREAD_COUNT;?i++)?{ ??
????????????threads.get(i).start(); ??
????????} ??
????} ??
??
???? //?停止服務(wù) ??
???? public ? void ?stop()?{ ??
???????? this .status?=?Status.TERMINATED; ??
????} ??
??
???? //?是否正在運(yùn)行 ??
???? public ? boolean ?isRunning()?{ ??
???????? return ?status?==?Status.RUNNING; ??
????} ??
??
???? //?執(zhí)行任務(wù) ??
???? public ? void ?runTask(Task?task)?{ ??
????????queue.addTask(task); ??
????} ??
??
???? protected ?TaskQueue?getTaskQueue()?{ ??
???????? return ?queue; ??
????} ??
}??

      import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ThreadPoolService {
	// 線程數(shù)
	public static final int THREAD_COUNT = 5;

	// 線程池狀態(tài)
	private Status status = Status.NEW;

	private TaskQueue queue = new TaskQueue();

	public enum Status {
		/* 新建 */NEW, /* 提供服務(wù)中 */RUNNING, /* 停止服務(wù) */TERMINATED,
	}

	private List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>();

	public ThreadPoolService() {
		for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
			Thread t = new TaskThread(this);
			threads.add(t);
		}
	}

	// 啟動(dòng)服務(wù)
	public void start() {
		this.status = Status.RUNNING;
		for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
			threads.get(i).start();
		}
	}

	// 停止服務(wù)
	public void stop() {
		this.status = Status.TERMINATED;
	}

	// 是否正在運(yùn)行
	public boolean isRunning() {
		return status == Status.RUNNING;
	}

	// 執(zhí)行任務(wù)
	public void runTask(Task task) {
		queue.addTask(task);
	}

	protected TaskQueue getTaskQueue() {
		return queue;
	}
}

[/list]
完成了上面四個(gè)類(lèi)，我們就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的線程池。現(xiàn)在我們就可以使用它了，下面的代碼做了一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

Java代碼

public ? class ?SimpleTaskTest? extends ?Task?{ ??
???? @Override ??
???? public ? void ?deal()?{ ??
???????? //?do?something ??
????} ??
??
???? public ? static ? void ?main(String[]?args)? throws ?InterruptedException?{ ??
????????ThreadPoolService?service?=? new ?ThreadPoolService(); ??
????????service.start(); ??
???????? //?執(zhí)行十次任務(wù) ??
???????? for ?(</spa

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2010-05-01 00:11
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