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Software Construction之Thread

 
  • Jun 20, 2019

Java中多线程的状态及转移

Thread.start()和Thread.run()的区别

  • Thread.start()只能被调用一次，而Thread.run()可以被调用多次
  • Thread.start()是真正的多线程，在得到cpu的time slice时，开始执行run()方法；而Thread.run()只是一个函数，当Thread.run()被调用时，程序顺序执行Thread.run()的内容，执行结束后才会继续执行后面的内容

    主动改变线程状态的方法

  • Thread.sleep()
    注意，Thread.sleep()需要处理InterruptedException异常
  • Thread.interrupt()
    注意，Thread.interrupted()只会在Thread.sleep()时或者使用Thread.interrupted()/Thread.currentThread().isInterrupted()时检测，否则即使外界调用Thread.interrupt()，线程仍然继续执行
    举例来说，下面的代码不会停止，会一直输出”Running” 
    Thread a=new Thread(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
      while(true){
      System.out.println("Running");
      }
  }
});
a.start();
a.interrupt();

    想要接收到interrupt信号需要下面这种写法

    Thread a=new Thread(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
      while(!Thread.interrupted()){
      System.out.println("Running");
      }
  }
});
a.start();
a.interrupt();

    或者

    Thread a = new Thread(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
      try {
          while (true) {
              System.out.println("Running");
              Thread.sleep(100);
          }
      }
      catch (InterruptedException ie){
      }
  }
});
a.start();
a.interrupt();

    Thread Safe

    Confinement

    线程之间不共享mutable数据(避免使用mutable的全局变量)

    Immutability

  • No mutator methods
  • All fields are private and final
  • No representation exposure
  • No mutation whatsoever of mutable objects in the rep not even beneficent mutation

    Threadsafe Data Types

    private static Map<Integer,Boolean> cache = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

    即使在线程安全的ADT上，使用 iterator也是不安全的

    Lock

    使用synchronized 使用方法：

    public void foo(){
  synchronized(this){
      ...
  }
}

    等价于

    public synchronized void foo(){
  ...
}

    Threadsafe 和 race condition

    注意：这是两个没有关系的词
    Threadsafe只保证在多线程的情况下，ADT依然满足ADT的spec
    Threadsafe的ADT依然会发生race condition
    比如HashSet的Iterator，在多线程下不是ThreadSafe的，因为Iterator的spec要求在使用Iterator时，不能修改HashSet
    但即便使用了Collections.synchronizedMap，虽然get(),put()等操作是Threadsafe的，但Iterator仍然不是Threadsafe

    for (String s: lst) { ... } 
// not threadsafe, even if lst is a synchronized list wrapper

    即使使用了Collections.synchronizedMap，当两个Thread同时调用put()操作，是race condition

    锁

    synchronized (list) { ... }
    只代表别人不能用list的锁

    死锁(Deadlock)

    如下图所示，当T1进入锁定a，T2进入锁定b后，T1和T2进入死锁

    如何判断死锁？
    两个进程有T1和T2，锁的序列为S1和S2，取S1和S2的任意两个前缀P1和P2(P1∩P2为空)，以及相应的下一位N1和N2。
    若N1$\in$P2且N2$\in$P1则N1和N2死锁。

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