Chapter2: Thread Creation and Management
2.1 What Is a Thread?
介紹了什么是線程，以及線程(thread, multithread)與進程(process, mutltitask)的區別。其中的一個重要區別是對共享數據的訪問。進程可以共享操作系統級別的某些數據區域，如剪貼板；而線程是對程序自有的數據進行共享。進程之間對共享數據的存取方法是特殊的，因此自然能夠得到程序員的注意；而線程之間對共享數據的存取與對線程自己的數據的存取方法是一樣的，所以常常比較隱蔽，而被程序員忽略。其實，這也是多線程開發比較難的地方。所以，這一節最后說："A thread, then, is a discrete task that operates on data shared with other threads.（線程就是一個在與其它線程共享的數據上進行操作的單獨任務。）"
2.2 Creating a Thread
1. 有兩種方法創建線程：使用Thread類或者Runnable接口
2. 示例程序竟然是編一個打字游戲，所以，這本書的門檻還是有點高的:(。當然可以從該書的站點直接下載代碼。
3. Thread class
package java.lang;
public class Thread implements Runnable {
public Thread( );
public Thread(Runnable target);
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target);
public Thread(String name);
public Thread(ThreadGroup group, String name);
public Thread(Runnable target, String name);
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name);
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name,
long stackSize);
public void start( );
public void run( );
}
Thread name: 線程名，用以打印線程信息時用，缺省為Thread-N。
Runnable target：可運行的目標。一個可運行的對象就是一串可由線程執行的指令。缺省就是在run()方法中編寫的內容。
Thread group：線程組。對于大多數應用來說沒什么意義，缺省在同一組。
Stack size：線程堆棧大小，與平臺相關。為了使程序更具可移植性，并不推薦使用。
2.3 The Lifecycle of a Thread
1. Creating a Thread：創建一個線程對象，并沒有開始執行一個線程
2. Starting a Thread：在調用線程對象的start()方法前，一直處于等待狀態。可以通過調用isAlive()方法來獲取線程是否正在運行；
3. Terminating a Thread：線程在以下情況下結束
1)執行完run()中的語句；
2)拋出一個異常，包括其沒有捕獲的異常；
3)其所在的程序（或者容器）調用System.exit()。
注意：一個線程結束后，就不能再次啟動，該線程就變成一個普通的對象，如果試圖再次調用start()方法，將拋出java.lang.IllegalThreadStateException異常。如果想多次運行，要么創建新的對象；要么就是不要結束該線程。
4. Java并沒有提供可靠的方法來暫停、掛起或者重啟一個線程的方法，線程本身能通過sleep()函數來暫停執行。目前依然只能確保若干毫秒級別的精度。
5. Thread Cleanup：線程終止后，線程對象依然存在。可以通過join()方法以阻塞方式(blocked)來等待某個線程終止。
2.4 Two Approches to Stop a Thread
1. Setting a Flag：在線程的執行過程中判斷其它線程是否將標志置位。其缺點是有時間延遲，尤其是當進入了某些被阻塞的函數如：sleep(), wait()等；
2. 調用線程的interrupt()方法，線程的執行過程中改為判斷isInterrupted()的返回值。可以解決線程進入阻塞導致的延遲，但依然解決不了超長時間計算而導致的延遲。interrupt()有兩個作用：1)終止sleep()和wait()，拋出InterruptedException；2)使isInterrupted()返回true。下面這段代碼將演示interrupt()的作用：
public class TestInterrupted {
public static void main(String args[]) throws InterruptedException{
Foo foo = new Foo();
foo.start();
Thread.currentThread().sleep(100); //注釋掉這句有什么影響呢？
System.out.println("before interrupt");
foo.interrupt();
System.out.println("after interrupt");
} }
class Foo extends Thread {
public void run() {
try{
while(!isInterrupted()) {
System.out.println("start calculating...");
double pi = 3.1415926;
for(int i=0; i<5; i++) {
for(long j=0; j<1000000; j++) {
pi *= pi;
}
System.out.println("i="+i);
}
System.out.println("before sleep");
sleep(5000); //注釋掉這句及相關的try...catch語句，又怎樣呢？
System.out.println("after sleep");
}
} catch(InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace(System.out);
}
}
}
2.5 The Runnable Interface
為什么有了Thread類，還要有Runnable接口呢？最主要的原因是為了解決Java不能多重繼承的問題。線程繼承自Thread，還是僅僅實現Runnable接口，取決于這個線程的作用。不過，如果僅僅實現Runnable接口，則在線程里不能使用Thread類的方法，比如interrupt()和isInterrupted()。當然，這個還是要取決于實際情況。
2.6 Threads and Objects
主要講解線程與對象的關系。線程根本上還是個對象，其可以存取任何對象包括其它線程對象，當然也能被其它對象存取，只要沒有因為爭奪公共資源而被鎖定，線程對象中的任何屬性和方法都有可能同時執行。并且Java中的鎖只針對對象本身，并不包括對象下的屬性；而對方法同步，則等同于對對象同步。更進一步的說明還可以參考《Practical Java》中的"實踐46：面對instance函數，synchronized鎖定的是對象(object)而非函數(methods)或代碼（code）"。下面用兩段代碼來說明一下：
代碼1:
public class TestLock {
public static void main(String args[])
throws InterruptedException{
Foo foo = new Foo();
foo.start();
Thread t = Thread.currentThread();
for(int i=0; i<10; i++) {
foo.setInt2("Main", i, i+20);
}
}
}
class Foo extends Thread{
protected int arrI[] = new int[10];
public void run() {
try {
for(int i=0; i<10; i++) {
setInt("Foo", i, i);
}
} catch(InterruptedException ex) {}
}
public synchronized void setInt(String from, int pos, int val)
throws InterruptedException{
arrI[pos] = val;
sleep((long)(Math.random()*5000));
System.out.println(from+":arrI["+pos+"]="+arrI[pos]);
}
public void setInt2(String from, int pos, int val)
throws InterruptedException {
synchronized(arrI){
arrI[pos] = val;
sleep((long)(Math.random()*5000));
System.out.println(from+":arrI["+pos+"]="+arrI[pos]);
}
}
}
結果：非線程安全，setInt()在對象上加鎖，而setInt2()在屬性arrI上加鎖，不同的鎖不能保證線程安全。可能的結果如下：
Foo:arrI[0]=0
Main:arrI[0]=0
Main:arrI[1]=21
Main:arrI[2]=22
Foo:arrI[1]=21
Main:arrI[3]=23
Main:arrI[4]=24
Main:arrI[5]=25
Foo:arrI[2]=2
Main:arrI[6]=26
Main:arrI[7]=27
Foo:arrI[3]=3
Foo:arrI[4]=4
Main:arrI[8]=28
Main:arrI[9]=29
Foo:arrI[5]=5
Foo:arrI[6]=6
Foo:arrI[7]=7
Foo:arrI[8]=8
Foo:arrI[9]=9
代碼2:
public class TestLock1 {
public static void main(String args[])
throws InterruptedException{
Foo1 foo = new Foo1();
foo.start();
Thread t = Thread.currentThread();
for(int i=0; i<10; i++) {
foo.setInt2("Main", i, i+20);
}
}
}
class Foo1 extends Thread{
protected int arrI[] = new int[10];
public void run() {
try{
for(int i=0; i<10; i++) {
setInt("Foo", i, i);
}
}catch(InterruptedException ex){}
}
public synchronized void setInt(String from, int pos, int val)
throws InterruptedException{
arrI[pos] = val;
sleep((long)(Math.random()*5000));
System.out.println(from+":arrI["+pos+"]="+arrI[pos]);
}
public synchronized void setInt2(String from, int pos, int val)
throws InterruptedException{
arrI[pos] = val;
sleep((long)(Math.random()*5000));
System.out.println(from+":arrI["+pos+"]="+arrI[pos]);
}
}
結果：線程安全
