Java執行緒中的start方法和run方法怎麼使用

start方法和run方法

$start()$方法用來啟動一個線程，這時此執行緒處於就緒 （可運行）狀態，並沒有運行，一旦得到$cpu$時間片，就開始執行$run()$方法。而直接呼叫$run()$方法，只是呼叫了一個類別裡的方法，其本質上還是在當前執行緒中執行的，因此只有使用$start()$方法來呼叫$run()$方法才能實現真正的多線程。

範例程式碼

@Slf4j(topic = "c.Test4")
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("running");
            }
        };
        t1.run();
    }
}

上述程式碼是直接呼叫的$run()$方法。可以看到列印訊息裡，是$main$執行緒執行了這個方法。

@Slf4j(topic = "c.Test4")
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("running");
            }
        };
        t1.start();
    }
}

而如果使用$start()$方法啟動，才是真正的由$t1$執行緒執行的$run$方法。

注意

要注意的是，當$Thread$物件呼叫了$start()$方法後，就會進入就緒狀態，處於就緒狀態時無法再呼叫$start() $方法，否則就會拋出$IllegalThreadStateException$異常,如下程式碼所示

@Slf4j(topic = "c.Test4")
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("running");
            }
        };
        t1.start();
        t1.start();
    }
}

異常訊息：

##sleep方法與yield方法

sleep

• 呼叫$sleep()$方法會讓目前執行緒從$Running$狀態變成$Time Waiting$狀態(阻塞)

• 其它線程可以使用$interrupt$方法打斷正在睡眠的線程，此時$sleep$方法會拋出InterruptedException

##睡眠結束後的執行緒未必會立刻得到執行
建議用$TimeUnit$的$sleep$取代$Thread$的$sleep$來獲得更好的可讀性範例程式碼

• @Slf4j(topic = "c.Test5")
  public class Test5 {
      public static void main(String[] args) {
          Thread t1 = new Thread("t1"){
              @Override
              public void run() {
                  try {
                      Thread.sleep(2000);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
          };
          t1.start();
          log.debug("t1 state {}", t1.getState());
          //让主线程休眠500ms
          try {
              Thread.sleep(500);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          log.debug("t1 state {}", t1.getState());
      }
  }
  //17:13:21.729 [main] DEBUG c.Test5 - t1 state RUNNABLE
  //17:13:22.245 [main] DEBUG c.Test5 - t1 state TIMED_WAITING

上述程式碼中，先啟動$t1$線程，此時列印執行緒的狀態應該是處於$RUNNABLE$狀態，而讓主執行緒休眠是防止主執行緒先執行列印，但還未進入到$sleep()$狀態。當執行到$run()$裡邊的$sleep$方法時，執行緒進入$TIMED WAITING$狀態

@Slf4j(topic = "c.Test6")
public class Thread6 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    log.debug("enter sleep");
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    log.debug("wake up");
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("interrupt t1");
        //被唤醒
        t1.interrupt();
    }
}

#執行結果

上述程式碼中，當$start$方法啟動後，$t1$線程進入睡眠狀態，列印提示訊息，睡眠時間為$2s$，在$main$線程中睡眠$1s$後打斷$t1$執行緒的睡眠，提示打斷訊息，並且呼叫$interrupt()$方法，此時執行緒被打斷，拋出異常。

$TimeUnit$類別中新增了以什麼單位去睡眠，可讀性更好，但是本質上沒區別，只是進行了單位換算

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);//该语句作用是睡眠一秒

yield

呼叫$yield$會讓當前行程從$Running$進入到$Runnable$就緒狀態，然後調度執行其他執行緒具體的實作依賴作業系統的任務調度器，(即當任務調度器中沒有其他任務時，即使讓出$cpu$，也會繼續執行該線程)$sleep$執行後是進入阻塞狀態，此時睡眠時間不結束，就不會分配$cpu$給該線程，但是$yield$是進入就緒狀態，即如果沒有其他線程需要執行，那麼也會給該線程分配時間片，這是$sleep$和$yield$的最大區別線程優先權

線程優先級

會提示調度器優先調度該線程，但它只是一個提示，調度器可以忽略他

如果$cpu$比較忙，那麼優先順序高的會獲得更多的時間片，可$cpu$空閒時，優先權幾乎沒有

sleep的應用-防止cpu佔用100%

#在沒有利用$cpu$來計算時，不要讓$while(true )$空轉浪費$cpu$，這時可以使用$yield$或$sleep$來讓$cpu$的使用權交給其他程式

while (true) {
    try {
        Thread.sleep(50);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
  }
}

可以使用$wait$或條件變數達到類似的效果

不同的是後兩者都需要加鎖，並且需要對應的喚醒操作，一般適用於要進行同步的場景

$sleep$適用於無需鎖定同步的場景

join方法

以下程式的列印結果：

@Slf4j(topic = "c.Test6")
public class Test6 {
    static int r = 0;
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
    private static void test() {
        log.debug("开始");
        Thread t = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                log.debug("开始");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                log.debug("结束");
                r = 10;
            }
        };
        t.start();
        log.debug("r的值是{}", r);
        log.debug("结束");
    }
}

#因為主執行緒和$t1$執行緒是並行的，$t1$執行緒需要$1s$後才能計算出$r$的值，而主執行緒一開始就要列印$r$的值，因此列印的值為0

##解決方法：

在$t.start();$後邊加上$t.join();$即可。 $join$的作用是等待某個執行緒運行結束。 以呼叫方的角度來說，需要等待結果回傳才能繼續執行就是同步，不需要等待回傳結果就能繼續執行的就是非同步。

因此$join$方法實際上是讓其同步執行

#有實效的等待

$join(毫秒)$方法裡可以有一個參數是傳入等待的時間，如果執行緒執行時間大於等待時間，等待時間到了之後，就會停止等待。如果執行緒執行時間小於等待時間，則執行緒執行完畢之後，等待也會跟著結束。不會把設定的等待時間過完。

interrupt方法

打断$sleep, wait, join$的线程，即打断阻塞状态的线程
打断$sleep$的线程，会清空打断状态

@Slf4j(topic = "c.Test7")
public class Test7 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                log.debug("sleep...");
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("interrupt");
        t.interrupt();
        log.debug("打断标记: {}", t.isInterrupted());
    }
}

打断正常运行的线程，不会清空打断状态

因此我们可以在线程中判断打断标记，来决定是否被打断，以及执行被打断之前的收尾工作。

@Slf4j(topic = "c.Test8")
public class Test8 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread("t1"){
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                        log.debug("线程被打断了");
                        break;
                    }
                }
            }
        };
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("interrupt");
        t.interrupt();
    }
}

守护线程

默认情况下，$java$需要等待所有线程都运行结束，才会结束。有一种特殊的线程叫做守护线程，只要其他非守护线程运行结束了，即使守护线程的代码没有执行完毕，也会强制结束。

@Slf4j(topic = "c.Test10")
public class Test10 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {

                }
            }
        };
        //设置线程为守护线程
        t.setDaemon(true);
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        log.debug("主线程结束");
    }
}

如果不把$t$设置为守护线程，则因为线程内部的死循环，导致程序不会结束运行。

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