Java多线程-线程的调度

Java线程调度是Java多线程的核心，只有良好的调度，才能充分发挥系统的性能，提高程序的执行效率。

这里要明确的一点，不管程序员怎么编写调度，只能最大限度的影响线程执行的次序，而不能做到精准控制。

一、休眠

线程休眠的目的是使线程让出CPU的最简单的做法之一，线程休眠时候，会将CPU资源交给其他线程，以便能轮换执行，当休眠一定时间后，线程会苏醒，进入准备状态等待执行。

线程休眠的方法是Thread.sleep(long millis)和Thread.sleep(long millis, int nanos)，均为静态方法，那调用sleep休眠的哪个线程呢？简单说，哪个线程调用sleep，就休眠哪个线程。

/**
 * Java线程：线程的调度-休眠 
 *
 * @author zhang
 * @since 2022/11/15 10:32
 */
public class TestSleep {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyThread1();
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable1());
        t1.start();
        t2.start();
    }


}

class MyThread1 extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            System.out.println("线程1第" + i + "次执行！");
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyRunnable1 implements Runnable {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            System.out.println("线程2第" + i + "次执行！");
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}


线程1第0次执行！
线程2第0次执行！
线程1第1次执行！
线程2第1次执行！
线程1第2次执行！
线程2第2次执行！

从上面的结果输出可以看出，无法精准保证线程执行次序。

二、优先级

与线程休眠类似，线程的优先级仍然无法保障线程的执行次序。只不过，优先级高的线程获取CPU资源的概率较大，优先级低的并非没机会执行。

线程的优先级用1-10之间的整数表示，数值越大优先级越高，默认的优先级为5。

在一个线程中开启另外一个新线程，则新开线程称为该线程的子线程，子线程初始优先级与父线程相同。

**
 * 线程优先级 只是概率增大不能保证必须优先
 *
 * @author zhang
 * @since 2022/11/15 10:35
 */
public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyThread();
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
        t1.setPriority(10);
        t2.setPriority(1);

        t2.start();
        t1.start();
    }
}

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("线程1第" + i + "次执行！");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("线程2第" + i + "次执行！");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}


线程1第0次执行！
线程2第0次执行！
线程2第1次执行！
线程1第1次执行！
线程2第2次执行！
线程1第2次执行！
线程1第3次执行！
线程2第3次执行！
线程2第4次执行！
线程1第4次执行！
线程1第5次执行！
线程2第5次执行！
线程1第6次执行！
线程2第6次执行！
线程1第7次执行！
线程2第7次执行！
线程1第8次执行！
线程2第8次执行！
线程1第9次执行！
线程2第9次执行！
Process finished with exit code 0

三、让步

线程的让步含义就是使当前运行着线程让出CPU资源，但是然给谁不知道，仅仅是让出，线程状态回到可运行状态。

线程的让步使用Thread.yield()方法，yield() 为静态方法，功能是暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

/**
 * 线程让步
 *
 * @author zhang
 * @since 2022/11/15 10:39
 */
public class TestYield {

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyThread2();
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable2());

        t2.start();
        t1.start();
    }
}

class MyThread2 extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("线程1第" + i + "次执行！");
        }
    }
}

class MyRunnable2 implements Runnable {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("线程2第" + i + "次执行！");
            Thread.yield();
        }
    }
}


线程2第0次执行！
线程1第0次执行！
线程1第1次执行！
线程1第2次执行！
线程2第1次执行！
线程1第3次执行！
线程1第4次执行！
线程1第5次执行！
线程1第6次执行！
线程1第7次执行！
线程1第8次执行！
线程1第9次执行！
线程2第2次执行！
线程2第3次执行！
线程2第4次执行！
线程2第5次执行！
线程2第6次执行！
线程2第7次执行！
线程2第8次执行！
线程2第9次执行！

Process finished with exit code 0

四、合并

线程的合并的含义就是将几个并行线程的线程合并为一个单线程执行，应用场景是当一个线程必须等待另一个线程执行完毕才能执行时可以使用join方法。

join为非静态方法，定义如下：

void join()：等待该线程终止。
void join(long millis)：等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。
void join(long millis, int nanos)：等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒 + nanos 纳秒。

/**
 * 线程合并
 *
 * @author zhang
 * @since 2022/11/15 10:41
 */
public class TestJoin {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyThread3();
        t1.start();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("主线程第" + i + "次执行！");
            if (i > 2) try {
                //t1线程合并到主线程中，主线程停止执行过程，转而执行t1线程，直到t1执行完毕后继续。
                t1.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyThread3 extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("线程1第" + i + "次执行！");
        }
    }
}

主线程第0次执行！
线程1第0次执行！
线程1第1次执行！
主线程第1次执行！
线程1第2次执行！
线程1第3次执行！
线程1第4次执行！
线程1第5次执行！
线程1第6次执行！
主线程第2次执行！
主线程第3次执行！
线程1第7次执行！
线程1第8次执行！
线程1第9次执行！
主线程第4次执行！
主线程第5次执行！
主线程第6次执行！
主线程第7次执行！
主线程第8次执行！
主线程第9次执行！
主线程第10次执行！
主线程第11次执行！
主线程第12次执行！
主线程第13次执行！
主线程第14次执行！
主线程第15次执行！
主线程第16次执行！
主线程第17次执行！
主线程第18次执行！
主线程第19次执行！

Process finished with exit code 0

五、守护线程

守护线程与普通线程写法上基本么啥区别，调用线程对象的方法setDaemon(true)，则可以将其设置为守护线程。守护线程使用的情况较少，但并非无用，举例来说，JVM 的垃圾回收、内存管理等线程都是守护线程。还有就是在做数据库应用时候，使用的数据库连接池，连接池本身也包含着很多后台线程，监控连接个数、超时时间、状态等等。

setDaemon方法的详细说明：public final void setDaemon(boolean on)将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时，Java 虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。该方法首先调用该线程的 checkAccess 方法，且不带任何参数。这可能抛出 SecurityException（在当前线程中）。

/**
 * 守护线程
 *
 * @author zhang
 * @since 2022/11/15 10:45
 */
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyCommon();
        Thread t2 = new Thread(new MyDaemon());
        t2.setDaemon(true);        //设置为守护线程

        t2.start();
        t1.start();
    }
}

class MyCommon extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("线程1第" + i + "次执行！");
            try {
                Thread.sleep(7);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyDaemon implements Runnable {
    public void run() {
        for (long i = 0; i < 9999999L; i++) {
            System.out.println("后台线程第" + i + "次执行！");
            try {
                Thread.sleep(7);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

线程1第0次执行！
后台线程第0次执行！
后台线程第1次执行！
线程1第1次执行！
后台线程第2次执行！
线程1第2次执行！
线程1第3次执行！
后台线程第3次执行！
后台线程第4次执行！
线程1第4次执行！
后台线程第5次执行！

Process finished with exit code 0

从上面的执行结果可以看出：前台线程是保证执行完毕的，后台线程还没有执行完毕就退出了。实际上：JRE判断程序是否执行结束的标准是所有的前台执线程行完毕了，而不管后台线程的状态，因此，在使用后台县城时候一定要注意这个问题。