Thread(Поток)

Что это

Thread - создание потоков вручную с использованием конструктора Thread позволяет получить максимальный контроль, но снижает гибкость. Рекомендуется использовать ExecutorService для более управляемого подхода.

Основные разделы

• Thread static методы
• Thread методы
• Планировщик потоков
• Thread.priority
• Состояние потока
• Daemon

Thread static методы:

• currentThread() - возвращает текущий поток. Можно получить id/имя потока, сделать join() и тд.
• sleep() - останавливает поток на количество переданных миллисекунд. Поток переходит в состояние TIMED_WAITING. Не стоит использовать ее для ожидания условий, используйте wait() и notify() для работы с мониторами.
• interrupted() - прервать поток. Если он вызван во время сна, бросится исключение.

Thread методы(после получения через currentThread()):

• void run() - описывает реализацию работы потока. При запуске - выполнит в том же потоке.
• start() - запускает выполнение метода run, в отдельном потоке.
• long getId()
• String getName()
• join() - блокирует вызывающий поток до завершения другого(переданного) потока.
• join(final long millis) - join() с указание времени, по завершению которого проток продолжиться без ожидания.
• void setPriority(int priority) - задать приоритет потока от 1 до 10.
• int getPriority() - получить приоритет потока.
• isAlive() - true, если поток "жив", то есть после старта и до завершения.

Exception который появился в отдельном потоке не вернется в main поток. По этому должен быть обработан в своём потоке.

Планировщик потоков

Планировщик потоков - часть JVM, решает какой поток должен выполнится в каждый конкретный момент времени и какой поток нужно приостановить. И меняет им состояния.

Гарантии:

• Java НЕ гарантирует, что потоки будут выполнены в том порядке в котором они были запущены.
• Нет гарантии, что если поток начал свое выполнение, то он выполнит свою работу не прерываясь.
• При каждом новом запуске программы, результат может быть разным.
• Гарантируется, что каждый поток начнет свою работу и будет выполнять пока не закончит.
• Внутри одного потока действия выполняются в предсказуемом порядке.

Методы позволяющие влиять на планировщика потоков

java.lang.Thread

• public static void sleep(long millis) throws InterruptedException
• public static void yield()
• public final void join() throws InterruptedException
• public final void setPriority(int newPriority)

java.lang.Object

• public final void wait() throws InterruptedException - выйди из синхронного блока, освободить монитор, остановиться перед ним, получить статус waiting, вызвать метод notify().
• public final void notify() - разбудит первого в очереди(массив) монитора.
• public final void notifyAll()

Thread.priority

Priority - приоритет используется для очередности переданных задач. Но это не заблокирует задачи с малым приоритетом, они просто будут выполняться реже.

Каждому потоку исполнения в Java присваивается свой приоритет от 1 до 10(5 по умолчанию), который определяет поведение данного потока по отношению к другим потокам в планировщике потоков.

Стадии жизненного цикла потока(Состояние потока)

1. new - поток создан, но не запущен. new Thread().
2. runnable - поток выполняется JVM. start().
3. blocked - потом заблокирован, и ждет освобождения монитора.
4. waiting - в этом состоянии находится поток, который бесконечно ожидает выполнения другим потоком определенного действия.
5. timed_waiting - в этом состоянии находится поток, ожидающий выполнения действия другим потоком в течение указанного времени ожидания.
6. terminated - поток завершен. Также потоки не могут быть запущены повторно.

Daemon

Daemon - поток-демон. Поток, который работает в фоновом режиме и не блокирует завершение программы.

Создаётся путем переключение переменой boolean методом setDaemon(), перед запуском потока(start()).

isDaemon() - метод для проверки потока, демон или нет.

Может создавать только потоки-демоны. Даже если явно не указывать setDaemon().

Завершают run() без выполнение finally{}.

Завершаются немедленно(не ждет конца выполнения) - при завершении всех потоков не демонов.

• MIN_PRIORITY(константа 1)
• NORM_PRIORITY(константа 5) (приоритет по умолчанию)
• MAX_PRIORITY(константа 10)

ThreadLocal

ThreadLocal - специальный механизм, позволяющий каждому потоку иметь свою собственную копию переменной, изолированную от других потоков.

ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
threadLocal.set(100); // Устанавливается только для текущего потока
Integer value = threadLocal.get(); // Получает значение текущего потока
        

Когда использовать

• Нужна потоковая изоляция без синхронизации. Когда данные должны быть уникальны для каждого потока, но не хочется использовать synchronized.
• Переменные на время жизни потока. Например, хранение ID запроса, транзакции, даты, пользователя и т. д., которые нужны во многих местах, но только для текущего потока.
• В Web-приложениях. Хранение текущего пользователя или сессии без передачи параметров по цепочке методов.
• При работе с небезопасными объектами. Например, SimpleDateFormat не является потокобезопасным, но с ThreadLocal его можно безопасно использовать.

Важно: подводные камни

• Утечки памяти: особенно в сервлет-контейнерах (Tomcat), если ThreadLocal не очищать после использования (remove()).
• Не подходит для передачи между потоками: каждый поток видит только свою копию.