Java多線程——線程的優先級和生命周期

摘要：本文主要介紹了線程的優先級以及線程有哪些生命周期。

部分內容來自以下博客：

https://www.cnblogs.com/sunddenly/p/4106562.html

線程的優先級

線程的優先級及設置

線程的優先級是為了在多線程環境中便於系統對線程的調度，優先級越高先執行機會越大，並不是一定先執行。

線程的優先級可以理解為線程搶占CPU時間片的概率，並不能保證優先級高的線程一定會先執行。

不同的系統有不同的線程優先級的取值范圍，同一個優先級在不同的系統里的值可能是不同的。

一個線程的優先級設置遵從以下原則：

線程創建時，子繼承父的優先級。

線程創建后，可通過調用setPriority()方法改變優先級。

線程的優先級是1-10之間的正整數，線程優先級最高為10，最低為1，默認為5。

1- MIN_PRIORITY

10-MAX_PRIORITY

5-NORM_PRIORITY

線程的調度策略

線程調度器選擇優先級最高的線程運行。但是，如果發生以下情況，就會終止線程的運行：

線程體中調用了yield()方法，讓出了對CPU的占用權。

線程體中調用了sleep()方法，使線程進入睡眠狀態。

線程由於I/O操作而受阻塞。

另一個更高優先級的線程出現。

在支持時間片的系統中，該線程的時間片用完。

線程的生命周期

線程的生命周期：一個線程從創建到消亡的過程。

如下圖，表示線程生命周期中的各個狀態：

新建狀態（New）

當線程對象對創建后，即進入了新建狀態。

就緒狀態（Ready）

當調用線程對象的start()方法，線程即進入就緒狀態。處於就緒狀態的線程，只是說明此線程已經做好了准備，隨時等待CPU調度執行，並不是說執行了start()此線程立即就會執行。

當調用線程的yield()方法時，線程從運行狀態轉換為就緒狀態，但接下來CPU調度就緒狀態中的哪個線程具有一定的隨機性。

運行狀態（Running）

當CPU開始調度處於就緒狀態的線程時，此時線程才得以真正執行，即進入到運行狀態。

注：就緒狀態是進入到運行狀態的唯一入口，也就是說，線程要想進入運行狀態執行，首先必須處於就緒狀態中。

阻塞狀態（Blocked）

處於運行狀態中的線程由於某種原因，暫時放棄對CPU的使用權，停止執行，此時進入阻塞狀態，直到其進入到就緒狀態，才有機會再次被CPU調用以進入到運行狀態。根據阻塞產生的原因不同，阻塞狀態又可以分為三種。

等待阻塞：運行狀態中的線程執行wait()方法，使本線程進入到等待阻塞狀態。

同步阻塞：線程在獲取synchronized同步鎖失敗（因為鎖被其它線程所占用），它會進入同步阻塞狀態。

其他阻塞：通過調用線程的sleep()或join()或發出了I/O請求時，線程會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待線程終止或者超時、I/O處理完畢時，線程重新轉入就緒狀態。

死亡狀態（Dead）

線程執行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命周期。

線程的上下文切換

對於單核CPU來說，CPU在一個時刻只能運行一個線程，當在運行一個線程的過程中轉去運行另外一個線程，這個叫做線程上下文切換。

由於當前線程的任務在切換的時候可能沒有執行完畢，所以在切換時需要保存線程的運行狀態，以便下次切換回來的時候能夠回到切換時的運行狀態，繼續進行操作。一般來說，線程上下文切換過程中會記錄指令寄存器、程序計數器、累加寄存器等其他數據。指令寄存器保留了線程在切換時執行到了哪條指令，以便繼續運行。程序計數器存儲了下一條指令在主存儲器中的地址。累加寄存保存了程序的運算結果，以及變量的值。

雖然多線程可以使得任務執行的效率得到提升，但是由於在線程切換時同樣會帶來一定的開銷代價，並且多個線程會導致系統資源占用的增加，所以在進行多線程編程時要注意這些因素。