一、什么是線程

線程是程序執(zhí)行的最小單位，是進(jìn)程中的一個執(zhí)行流。一個進(jìn)程可以包含多個線程，這些線程共享進(jìn)程的資源，但有各自的執(zhí)行路徑。

二、Java線程的基本使用

1. 創(chuàng)建線程的方式

（1）繼承 Thread 類

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("線程運(yùn)行：" + Thread.currentThread().getName());
    }
}
MyThread t1 = new MyThread();
t1.start(); // 啟動線程

（2）實(shí)現(xiàn) Runnable 接口

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("線程運(yùn)行：" + Thread.currentThread().getName());
    }
}
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
t2.start();

（3）實(shí)現(xiàn) Callable 接口（帶返回值）

import java.util.concurrent.*;
class MyCallable implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() {
        System.out.println("線程運(yùn)行：" + Thread.currentThread().getName());
        return 123;
    }
}
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Integer> future = executor.submit(new MyCallable());
Integer result = future.get(); // 阻塞獲取返回值
executor.shutdown();

2. 線程的生命周期狀態(tài)

• NEW：新建
• RUNNABLE：可運(yùn)行（正在運(yùn)行或等待CPU）
• BLOCKED：阻塞，等待鎖
• WAITING：等待（無超時，等待其他線程喚醒）
• TIMED_WAITING：超時等待（如 sleep、wait(long)）
• TERMINATED：終止

3. 線程常用方法

• start()：啟動線程
• run()：線程執(zhí)行體（不要直接調(diào)用）
• sleep(ms)：讓當(dāng)前線程休眠
• join()：等待指定線程執(zhí)行完畢
• interrupt()：中斷線程
• isAlive()：判斷線程是否還在運(yùn)行
• yield()：讓出CPU執(zhí)行權(quán)

三、線程的同步和安全

由于多個線程共享內(nèi)存，容易出現(xiàn)線程安全問題，常用的同步方式有：

• synchronized 關(guān)鍵字（方法或代碼塊）
• Lock 接口（如 ReentrantLock）
• 原子類（如 AtomicInteger）
• 并發(fā)集合（如 ConcurrentHashMap）

四、線程間通信

常用方式：

• wait()、notify()、notifyAll()（Object類方法，配合synchronized使用）
• Condition（配合Lock使用）

五、線程狀態(tài)

Java線程的六種狀態(tài)（Thread.State 枚舉）

• NEW（新建）
  • 線程對象剛被創(chuàng)建，還沒有調(diào)用 start() 方法。
• RUNNABLE（可運(yùn)行）
  • 調(diào)用 start() 方法后，線程處于可運(yùn)行狀態(tài)，可能正在運(yùn)行，也可能正在等待操作系統(tǒng)分配CPU資源。
• BLOCKED（阻塞）
  • 線程在等待獲取一個監(jiān)視器鎖（即 synchronized），無法繼續(xù)執(zhí)行。
• WAITING（等待）
  • 線程在等待其他線程執(zhí)行特定動作（如 Object.wait()、Thread.join()、LockSupport.park()），不會自動喚醒，需其他線程喚醒。
• TIMED_WAITING（計時等待）
  • 線程在指定時間內(nèi)等待（如 Thread.sleep(long)、Object.wait(long)、Thread.join(long)、LockSupport.parkNanos()），時間到后自動喚醒。
• TERMINATED（終止）
  • 線程執(zhí)行完畢或出現(xiàn)異常，生命周期結(jié)束。

狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖

NEW
 ↓
RUNNABLE ←→ BLOCKED
 ↓         ?
WAITING ←→ TIMED_WAITING
 ↓
TERMINATED

示例代碼

Thread t = new Thread(() -> {
    System.out.println("線程運(yùn)行中");
});
System.out.println(t.getState()); // NEW
t.start();
System.out.println(t.getState()); // RUNNABLE

線程狀態(tài)查詢

通過 Thread.getState() 方法可以獲得當(dāng)前線程的狀態(tài)，返回值是上面這些枚舉類型。

使用 jstack 工具

jstack 是 JDK 自帶的線程堆棧分析工具。它可以輸出所有線程的堆棧信息，包括線程狀態(tài)和鎖的詳細(xì)信息。

步驟：

找到你的 Java 進(jìn)程 PID（比如用 jps 命令）。

執(zhí)行：

jstack <PID>

在輸出中查找 BLOCKED 狀態(tài)的線程，會顯示類似：

"Thread-1" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001a2b3800 nid=0x1c34 BLOCKED
on object monitor owned by "Thread-2" tid=0x000000001a2b4000
   at com.example.MyClass.myMethod(MyClass.java:23)
   -  blocked on <0x000000076b1c1b20> (a java.lang.Object)
   -  locked <0x000000076b1c1b20> (a java.lang.Object)

blocked on <0x000000076b1c1b20> 表示線程正在等待這個對象的鎖。

owned by "Thread-2" 表示這個鎖當(dāng)前被哪個線程持有。

2. 使用可視化工具

• VisualVM、JConsole 等工具可以圖形化地查看線程狀態(tài)和鎖的持有情況。
• 在“線程”面板里，可以看到線程狀態(tài)，點(diǎn)擊具體線程可以查看堆棧和鎖情況。

3. 代碼層面輔助排查

雖然不能直接在 Java 代碼中獲取“當(dāng)前 BLOCKED 等待哪個鎖”，但可以通過合理設(shè)計日志、監(jiān)控代碼，輔助定位。例如：

• 在 synchronized 代碼塊前后打印日志，標(biāo)記線程進(jìn)入和退出鎖的時間。
• 利用 ThreadMXBean 獲取線程堆棧信息（但鎖對象地址需結(jié)合堆棧分析）。

4. 結(jié)合堆棧分析

通過堆?？梢钥吹骄€程卡在哪一行代碼，通常是 synchronized 相關(guān)的代碼塊或方法。

六、什么是線程池

線程池（Thread Pool）是一種線程管理方式。它預(yù)先創(chuàng)建一批線程，任務(wù)來了就復(fù)用這些線程，而不是每次都新建/銷毀線程，從而提高性能，減少系統(tǒng)開銷。

七、線程池的核心優(yōu)勢

1. 降低資源消耗：避免頻繁創(chuàng)建/銷毀線程。
2. 提高響應(yīng)速度：任務(wù)到來時可直接復(fù)用現(xiàn)有線程。
3. 便于管理：可統(tǒng)一分配、調(diào)度線程，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

八、Java中的線程池實(shí)現(xiàn)

Java 提供了線程池相關(guān)的 API，主要在 java.util.concurrent 包下。

1. 主要類和接口

• Executor：線程池的頂層接口，定義了任務(wù)提交的方法。
• ExecutorService：繼承 Executor，增加了生命周期管理等功能。
• ThreadPoolExecutor：線程池的核心實(shí)現(xiàn)類，可高度定制。
• Executors：工具類，提供常用線程池的工廠方法。

2. 常用線程池創(chuàng)建方式

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5); // 固定大小線程池
ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();  // 可變大小線程池
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); // 單線程池
ScheduledExecutorService scheduledPool = Executors.newScheduledThreadPool(2); // 定時任務(wù)線程池

建議： 實(shí)際項(xiàng)目中推薦直接使用 ThreadPoolExecutor，而不是 Executors 工廠方法，因?yàn)榭梢愿?xì)致地配置參數(shù)，避免資源耗盡等風(fēng)險。

九、ThreadPoolExecutor核心參數(shù)

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    corePoolSize,        // 核心線程數(shù)
    maximumPoolSize,     // 最大線程數(shù)
    keepAliveTime,       // 非核心線程存活時間
    unit,                // 時間單位
    workQueue,           // 任務(wù)隊(duì)列
    threadFactory,       // 線程工廠
    handler              // 拒絕策略
);

• corePoolSize：常駐線程數(shù)。
• maximumPoolSize：最大線程數(shù)。
• keepAliveTime：非核心線程閑置多久后回收。
• workQueue：任務(wù)隊(duì)列，如 LinkedBlockingQueue。
• threadFactory：自定義線程創(chuàng)建方式。
• handler：拒絕策略（任務(wù)太多無法處理時的應(yīng)對措施）。

十、線程池工作流程圖

提交任務(wù)
   ↓
線程池檢查是否有空閑線程
   ↓
有 → 直接執(zhí)行
無 → 進(jìn)入任務(wù)隊(duì)列
   ↓
隊(duì)列滿 → 創(chuàng)建新線程（不超過最大線程數(shù)）
   ↓
線程池滿/隊(duì)列滿 → 拒絕策略

十一、線程池常用方法

• execute(Runnable command)：提交任務(wù)，無返回值。
• submit(Callable task)：提交任務(wù)，有返回值（Future）。
• shutdown()：平滑關(guān)閉線程池，等待任務(wù)執(zhí)行完畢。
• shutdownNow()：立即關(guān)閉，嘗試打斷正在執(zhí)行的任務(wù)。

十二、簡單示例

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    pool.execute(() -> {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 執(zhí)行任務(wù)");
    });
}
pool.shutdown();

十二、線程池使用注意事項(xiàng)

1. 合理配置參數(shù)：結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)和機(jī)器資源設(shè)置線程池參數(shù)。
2. 避免任務(wù)堆積：隊(duì)列過長可能導(dǎo)致內(nèi)存溢出。
3. 自定義拒絕策略：根據(jù)業(yè)務(wù)需求處理無法執(zhí)行的任務(wù)。
4. 線程安全：任務(wù)本身要保證線程安全。

十三、總結(jié)

• 線程池是高效管理線程的關(guān)鍵工具。
• 推薦使用 ThreadPoolExecutor 并合理配置參數(shù)。
• 線程池的合理使用能顯著提升系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。

十四、什么是拒絕策略？

當(dāng)線程池中的任務(wù)數(shù)量超過了線程池的最大承載能力（即：線程池最大線程數(shù)和任務(wù)隊(duì)列都滿了），此時再提交新任務(wù)，線程池就會觸發(fā)拒絕策略，決定如何處理這些無法立即執(zhí)行的任務(wù)。

十五、拒絕策略的觸發(fā)條件

線程池執(zhí)行任務(wù)的流程大致如下：

1. 線程數(shù) < corePoolSize：創(chuàng)建新線程執(zhí)行任務(wù)。
2. 線程數(shù) ≥ corePoolSize，隊(duì)列未滿：任務(wù)入隊(duì)列等待執(zhí)行。
3. 隊(duì)列滿，線程數(shù) < maximumPoolSize：創(chuàng)建新線程執(zhí)行任務(wù)。
4. 線程數(shù) = maximumPoolSize，隊(duì)列也滿：觸發(fā)拒絕策略。

十六、Java內(nèi)置的4種拒絕策略

Java通過java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor提供了4種常用的拒絕策略，分別實(shí)現(xiàn)了RejectedExecutionHandler接口：

1. AbortPolicy（默認(rèn)策略）

直接拋出異常（RejectedExecutionException），阻止系統(tǒng)正常運(yùn)行。

public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public AbortPolicy() { }
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
                                             " rejected from " +
                                             e.toString());
    }
}

適用場景：希望程序員能及時發(fā)現(xiàn)問題，適合對任務(wù)丟失不能容忍的場合。

2. CallerRunsPolicy

由調(diào)用線程（提交任務(wù)的線程）自己執(zhí)行該任務(wù)，不會拋異常。

public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public CallerRunsPolicy() { }
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            r.run();
        }
    }
}

適用場景：希望不丟任務(wù)，但會降低提交任務(wù)線程的速度，間接緩解線程池壓力。

3. DiscardPolicy

直接丟棄任務(wù)，不做任何處理，也不拋異常。

public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardPolicy() { }
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        // 什么都不做，任務(wù)被丟棄
    }
}

適用場景：對丟失部分任務(wù)可以容忍，不希望拋異常影響主流程。

4. DiscardOldestPolicy

丟棄隊(duì)列中最早的（最舊的）一個任務(wù)，然后嘗試再次提交當(dāng)前任務(wù)。

public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardOldestPolicy() { }
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            e.getQueue().poll(); // 移除隊(duì)列頭部的一個任務(wù)
            e.execute(r);        // 再嘗試提交當(dāng)前任務(wù)
        }
    }
}

適用場景：優(yōu)先保證新任務(wù)執(zhí)行，適合對舊任務(wù)時效性要求不高的場合。

十七、自定義拒絕策略

你可以實(shí)現(xiàn) RejectedExecutionHandler 接口，自定義處理邏輯，例如：

• 記錄日志報警
• 任務(wù)入庫持久化
• 發(fā)送告警郵件
• 其他業(yè)務(wù)補(bǔ)償措施

示例代碼：

public class MyRejectHandler implements RejectedExecutionHandler {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        System.out.println("任務(wù)被拒絕：" + r.toString());
        // 這里可以做日志、報警、持久化等操作
    }
}

使用方法：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
    new ArrayBlockingQueue<>(2),
    new MyRejectHandler()
);

十八、實(shí)際應(yīng)用建議

• 高并發(fā)場景建議合理設(shè)置線程池參數(shù)，避免頻繁觸發(fā)拒絕策略。
• 對于關(guān)鍵任務(wù)，可用 CallerRunsPolicy 或自定義策略，避免任務(wù)丟失。
• 對于非關(guān)鍵任務(wù)，可用 DiscardPolicy，保證主流程不被影響。
• 監(jiān)控與報警：拒絕策略中建議加日志和報警，便于及時發(fā)現(xiàn)問題。

到此這篇關(guān)于Java 線程最全詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 線程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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