Java线程详解 线程中断 线程局部变量 定时器详解 虚拟机关闭钩子

一、Java线程详解

硬件环境：

CPU内核数，Runtime.availableProcessors()

线程休眠：

1、休眠指定时间，Thread.sleep；

2、线程永久休眠，Thread.currentThread().join；

daemon线程作用：

1、线程分用户线程User Thread和守护线程Daemon Thread；

2、用户线程一旦结束，守护线程即使没有执行完，JVM也会退出；

3、守护线程一般服务于用户线程或其它守护线程；

4、守护线程必须在线程启动之前设置；

二、线程中断

中断意义和用法：

1、中断一个线程只是为了引起该线程的注意，被中断线程可以决定如何应对中断；

2、中断某些阻塞操作时抛出异常，是为了让线程从阻塞醒过来，有机会处理中断；

3、中断用法：设置状态变量，然后调用interrupt，最后线程根据状态处理中断；

中断测试：

1、isInterrupted，测试线程是否被中断，不改变线程的中断状态；

2、interrupted，测试线程是否被中断，且清除线程的中断标志；

中断调用：

1、线程没有启动，调用interrupt无效，isInterrupted返回false；

2、无法中断因获取synchronized锁而等待的线程；

3、中断sleep、wait、join，会导致中断标志位清除且抛出异常InterruptedException，所以catch里面isInterrupted返回false；

4、中断可中断的IO操作，IO通道被关闭，中断标志位置位，同时抛出异常ClosedByInterruptException；

5、中断Selector阻塞，中断标志位置位，同时线程立即从选择操作返回且返回一个非零值；

6、以上情况都不满足，则中断标志位直接置位；

三、线程局部变量

1、ThreadLocal实例通常是类的静态字段，TL实例只有一个，TL代理的变量每个线程一个；

2、线程局部变量存储在每个线程的threadLocals字段，它是一个字典，key是TL实例，value是TL代理的变量；

3、第一次get会调用initialValue，如果之前已经set就不会调用initialValue，initialValue同步语义需要自己实现；

4、只有获取变量初始值需要关注是否需要锁，创建线程局部变量字典和插入变量都是在线程内完成，不需要关注锁；

5、线程独立变量可以用线程局部变量实现，或者自己定义类实现，但线程局部变量更简单；

6、线程销毁会销毁线程局部变量字典，TL代理的变量都会销毁，或者调用TL实例的remove提前销毁；

7、线程局部变量字典的key是弱引用，只有弱引用的对象也会被垃圾回收；

8、代码示例：ThreadLocalDemo.java

四、定时器详解

TimerTask：实例包含一个锁对象，除run以外的方法使用锁对象保证线程安全；

TimerTask.run()：执行任务；

TimerTask.cancel()：取消任务，如果任务还在队列，并且状态是SCHEDULED，则返回true；

TimerTask.scheduledExecutionTime()：返回任务当前的调度时间，用于在run内部和系统当前时间对比；

Timer：实例包含一个锁对象，只有任务执行时不会锁定，其余操作都会锁定；

schedule(TimerTask task, long delay)：指定延时执行，等于0立即执行；

schedule(TimerTask task, Date time)：指定时间执行，小于等于当前时间则立即执行；

schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)：周期性执行，单个任务执行时间太长影响任务执行频率；

scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：周期性执行，任务执行频率固定不变；

cancel()：取消定时器，可重复执行，不影响正在执行的任务；

purge()：移除已经取消的任务，即使不调用此方法，取消的任务下次被调度时也会移除；

1、定时器任务executionTime<=currentTime调度时间小于等于当前时间，则任务开始执行；

2、周期任务不带AtFixedRate，下次任务执行时间executionTime=currentTime+task.period，执行间隔固定；

3、周期任务带AtFixedRate，下次任务执行时间executionTime=executionTime+task.period，执行频率固定；

4、每个定时器包含一个线程、一个任务队列，执行任务抛出异常会导致定时器线程终止；

5、定时器使用sleep机制，sleep的时候持有锁对象，只有执行任务的时候不持有锁对象；

6、定时器使用二叉堆做为调度算法的基础数据结构，O(1)时间取到最快要执行的任务；

五、TimeUnit使用说明

TimeUnit枚举表示时间单元，提供时间转换和延迟操作的实用工具方法：

DAYS
HOURS
MINUTES
SECONDS
MILLISECONDS
MICROSECONDS
NANOSECONDS

时间转换：

convert(long sourceDuration, TimeUnit sourceUnit)，将原时间片段转化为当前时间片段
toMinutes(long duration)，等价于MINUTES.convert(duration, this)
toSeconds(long duration)，等价于SECONDS.convert(duration, this)

时间转换示例：

System.out.println(TimeUnit.MINUTES.toSeconds(1))，1分钟等于60秒

System.out.println(TimeUnit.DAYS.toSeconds(1))，1天等于86400秒

timedJoin(Thread thread, long timeout)，调用Thread.join

timedWait(Object obj, long timeout)，调用Object.wait

六、虚拟机关闭钩子

1、Runtime.addShutdownHook注册钩子，Runtime.removeShutdownHook清除钩子；

2、钩子执行场景：程序正常退出，调用System.exit或Runtime.exit，kill -15，操作系统关机；

3、可以注册多个钩子，在虚拟机注销时多个钩子同时执行，执行顺序具备不确定性；

4、钩子执行时，如果还有守护或非守护线程在运行，则这些线程将继续运行；

5、用户注销或关机时，操作系统只允许进程在固定时间内退出，在钩子里面不能执行耗时操作；