1 从start一个线程说起

在 Java 中，Thread 类是用于创建和管理线程的核心类。通过调用 Thread 类的 start() 方法，可以启动一个新的线程，并执行线程的 run() 方法。下面我们来详细分析一下 start() 方法的实现。

1.1 代码示例

首先，我们来看一个简单的示例，如何通过 Thread 类启动一个线程：

public class ThreadBaseDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            // 线程执行的代码
            System.out.println("Thread t1 is running");
        }, "t1");
        t1.start();
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个名为 t1 的线程，并通过 start() 方法启动它。线程启动后，会执行 run() 方法中的代码。

1.2 start() 方法的源码分析

接下来，我们来看看 start() 方法的源码：

public synchronized void start() {
    // 检查线程状态，如果线程已经被启动过，则抛出异常
    if (threadStatus != 0)
        throw new IllegalThreadStateException();

    // 将线程添加到当前线程的线程组中
    group.add(this);

    boolean started = false;
    try {
        // 调用 native 方法 start0() 启动线程
        start0();
        started = true;
    } finally {
        try {
            if (!started) {
                // 如果线程启动失败，从线程组中移除
                group.threadStartFailed(this);
            }
        } catch (Throwable ignore) {
            // 忽略异常
        }
    }
}

1.2.1 线程状态检查

start() 方法首先检查 threadStatus 的值。threadStatus 是一个内部状态变量，用于表示线程的状态。如果 threadStatus 不等于 0，说明线程已经被启动过或已经结束，此时再次调用 start() 方法会抛出 IllegalThreadStateException 异常。

1.2.2 线程组管理

group.add(this) 将当前线程添加到当前线程的线程组中。线程组是一种管理线程的机制，可以将多个线程组织在一起进行统一管理。

1.2.3 启动线程

start0() 是一个 native 方法，由 C++ 实现。这个方法负责实际的线程启动工作。start0() 方法会创建一个新的操作系统线程，并调用线程的 run() 方法。

1.2.4 异常处理

在 finally 块中，如果线程启动失败（即 started 为 false），则会将线程从线程组中移除。如果移除过程中发生异常，则忽略该异常。

1.3 start0() 方法

start0() 方法是一个 native 方法，它的实现是由 C++ 编写的。这个方法负责与操作系统的线程管理机制进行交互，创建一个新的操作系统线程，并将其与 Java 线程关联起来。

private native void start0();

start0() 方法的具体实现依赖于底层的操作系统，不同的操作系统可能有不同的实现方式。例如，在 Linux 系统上，start0() 可能会调用 pthread_create 函数来创建一个新的线程。

1.4 小结

通过 Thread 类的 start() 方法，我们可以启动一个新的线程。start() 方法首先检查线程的状态，然后将线程添加到线程组中，最后调用 start0() 方法启动线程。start0() 是一个 native 方法，由 C++ 实现，负责实际的线程创建和启动工作。

2 Java多线程相关概念

• 1把锁

  • synchronized（后面细讲）

• 2个并

  • 并发：是在同一实体上的多个事件，是在一台处理器上“同时"处理多个任务，同一时刻，其实是只有一个事件在发生

  • 并行：是在不同实体上的多个事件，是在多台处理器上同时处理多个任务，同一时刻，大家真的都在做事情，你做你的，我做我的，但是我们都在做

• 3个程

  • 进程： 简单的说，在系统中运行的一个应用程序就是一个进程，每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源

  • 线程：也被称为轻量级进程，在同一个进程内会有1个或多个线程，是大多数操作系统进行时序调度的基本单元

  • 管程：Monitor(监视器)，也就是我们平时所说的锁。Monitor其实是一种同步机制，它的义务是保证（同一时间）只有一个线程可以访问被保护的数据和代码，JVM中同步是基于进入和退出监视器（Monitor管程对象）来实现的，每个对象实例都会有一个Monitor对象，Monitor对象和Java对象一同创建并销毁，底层由C++语言实现

3 用户线程和守护线程

在 Java 中，线程分为用户线程（User Thread）和守护线程（Daemon Thread）。

3.1 用户线程（User Thread）

用户线程是系统的工作线程，它们负责完成程序需要完成的业务操作。默认情况下，创建的线程都是用户线程。用户线程的生命周期通常与程序的生命周期一致，即只要用户线程还在运行，程序就不会退出。

3.2 守护线程（Daemon Thread）

守护线程是一种特殊的线程，它们为其他线程提供服务，通常在后台默默地完成一些系统性的任务，比如垃圾回收线程。守护线程的生命周期与用户线程不同，如果所有的用户线程都结束了，守护线程也会随着 JVM 一同结束工作。换句话说，如果只剩下守护线程，JVM 会自动退出。

3.3 线程的 daemon 属性

每个线程都有一个 daemon 属性，用于判断该线程是用户线程还是守护线程。如果 daemon 属性为 true，则该线程为守护线程；如果为 false，则该线程为用户线程。

public final boolean isDaemon() {
    return daemon;
}

3.4 代码演示

下面是一个简单的代码示例，演示如何创建和使用守护线程：

public class DaemonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 开始运行， " +
                    (Thread.currentThread().isDaemon() ? "守护线程" : "用户线程"));
            while (true){

            }
        }, "t1");
        t1.setDaemon(true);//通过设置属性Daemon来设置当前线程是否为守护线程

        t1.start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ----end 主线程");
    }
}
public class DaemonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 开始运行， " +
                    (Thread.currentThread().isDaemon() ? "守护线程" : "用户线程"));
            while (true){

            }
        }, "t1");
        t1.setDaemon(true);

        t1.start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t ----end 主线程");
    }
}

• 运行结果

输出：t1 开始运行,守护线程
main 主线程结束

• 在main主线程结束后，守护线程会伴随着JVM一同结束工作，即使还有循环没有结束

3.5 小结

• 用户线程：负责完成程序的业务操作，只要用户线程还在运行，程序就不会退出。
• 守护线程：为其他线程提供服务，如果所有用户线程都结束了，守护线程会随着 JVM 一同结束工作。
• setDaemon(true) 方法：必须在 start() 方法之前调用，否则会抛出 IllegalThreadStateException 异常。

4 思维导图

5 参考链接

【尚硅谷JUC并发编程（对标阿里P6-P7）】