線程

（計算機術語）

鎖定

線程的使用

線程

4）共享進程資源。

線程

與進程相對應，線程與資源分配無關，它屬於某一個進程，並與進程內的其他線程一起共享進程的資源。

/**
*　本線程設置了一個超時時間
*　該線程開始運行後，經過指定超時時間，
*　該線程會拋出一個未檢查異常通知調用該線程的程序超時
*　在超時結束前可以調用該類的cancel方法取消計時
*　@author　solonote
*/

public　class　TimeoutThread　extends　Thread{
/**
*　計時器超時時間
*/
private　long　timeout;
/**
*　計時是否被取消
*/
private　boolean　isCanceled　=　false;
/**
*　當計時器超時時拋出的異常
*/
private　TimeoutException　timeoutException;
/**
*　構造器
*　@param　timeout　指定超時的時間
*/
public　TimeoutThread(long　timeout,TimeoutException　timeoutErr)　{
super();
this.timeout　=　timeout;
this.timeoutException　=　timeoutErr;
//設置本線程為守護線程
this.setDaemon(true);
}
/**
*　取消計時
*/
public　synchronized　void　cancel()
{
isCanceled　=　true;
}
/**
*　啓動超時計時器
*/
public　void　run()
{
try　{
Thread.sleep(timeout);
if(!isCanceled)
throw　timeoutException;
}　catch　(InterruptedException　e)　{
e.printStackTrace();
}
}
}

線程的狀態

附圖表示了線程在它的生命週期內的任何時刻所能處的狀態以及引起狀態改變的方法。這圖並不是完整的有限狀態圖，但基本概括了線程中比較感興趣和普遍的方面。以下討論有關線程生命週期以此為據。

線程的生命狀態與週期

start（）方法產生運行線程所必須的資源，調度線程執行，並且調用線程的run（）方法。在這時線程處於可運行態。該狀態不稱為運行態是因為這時的線程並不總是一直佔用處理機。特別是對於只有一個處理機的PC而言，任何時刻只能有一個處於可運行態的線程佔用處理 機。Java通過調度來實現多線程對處理機的共享。注意，如果線程處於Runnable狀態，它也有可能不在運行，這是因為還有優先級和調度問題。

線程

多線程

對於多線程的好處這就不多説了。但是，它同樣也帶來了某些新的麻煩。只要在設計程序時特別小心留意，克服這些麻煩並不算太困難。在生成線程時必須將線程放在指定的線程組，也可以放在缺省的線程組中，缺省的就是生成該線程的線程所在的線程組。一旦一個線程加入了某個線程組，不能被移出這個組。

線程同步

unlock操作。） synchronized語句計算一個對象引用，試圖對該對象完成鎖操作，並且在完成鎖操作前停止處理。當鎖操作完成synchronized語句體得到執行。當語句體執行完畢（無論正常或異常），解鎖操作自動完成。作為面向對象的語言，synchronized經常與方法連用。一種比較好的辦法是，如果某個變量由一個線程賦值並由別的線程引用或賦值，那麼所有對該變量的訪問都必須在某個synchromized語句或synchronized方法內。

mark word結構

Java Object Model中定義，Object Header是一個2字（1 word = 4 byte）長度的存儲區域。第一個字長度的區域用來標記同步，GC以及hash code等，官方稱之為 mark word。第二個字長度的區域是指向到對象的Class。在2個word中，mark word是輕量級鎖實現的關鍵，其結構見右表。

聯繫流程圖

從表中可以看到，state為lightweight locked的那行即為輕量級鎖標記。bitfieds名為指向lock record的指針，這裏的lock record，其實是一塊分配在線程堆棧上的空間區域。用於CAS前，拷貝object上的mark word。第三項是重量級鎖標記。後面的狀態單詞很有趣，inflated，譯為膨脹，在這裏意思其實是鎖已升級到OS-level。一般我們只關注第二和第三項即可。lock，unlock與mark word之間的聯繫如右圖所示。在圖中，提到了拷貝object mark word，由於脱離了原始mark word，官方將它冠以displaced前綴，即displaced mark word（置換標記字）。這個displaced mark word是整個輕量級鎖實現的關鍵，在CAS中的compare就需要用它作為條件。

交換指針

在拷貝完object mark word之後，JVM做了一步交換指針的操作，即流程中第一個橙色矩形框內容所述。將object mark word裏的輕量級鎖指針指向lock record所在的stack指針，作用是讓其他線程知道，該object monitor已被佔用。lock record裏的owner指針指向object mark word的作用是為了在接下里的運行過程中，識別哪個對象被鎖住了。

交換指針

偏向鎖操作流程

偏向鎖，顧名思義，它會偏向於第一個訪問鎖的線程，如果在接下來的運行過程中，該鎖沒有被其他的線程訪問，則持有偏向鎖的線程將永遠不需要觸發同步。如果在運行過程中，遇到了其他線程搶佔鎖，則持有偏向鎖的線程會被掛起，JVM會嘗試消除它身上的偏向鎖，將鎖恢復到標準的輕量級鎖。（偏向鎖只能在單線程下起作用）。

1. 創建線程std::thread::thread(Function&& f, Args&&... args); ^[3] 
2. 等待線程結束std::thread::join(); ^[3] 
3. 脱離線程控制std::thread::detach(); ^[3] 
4. 交換線程std::thread::swap( thread& other ); ^[3] 

創建線程

當創建一個新的進程時，也創建一個新的線程，進程中的線程可以在同一進程中創建新的線程。

阻塞線程

參考資料

• 1.    Novell Doc: NDK: Libraries for C (LibC), Volume 2 - UI Thread Functions  ．NOVELL Worldwide[引用日期2014-02-18]
• 2.    POSIX Threads (pthreads) for Win32  ．sourceware.org: Free software! Get your fresh hot free software![引用日期2014-02-18]
• 3.    std::thread  ．cppreference.com[引用日期2013-12-10]
• 4.    Thread support library - cppreference.com  ．cppreference.com[引用日期2014-02-18]
• 5.    線程、Thread類和線程終止相關整理（中）——線程終止（Cancellation）  ．三石·道．2013-07-05[引用日期2013-07-05]
• 6.    範春曉．信息網絡應用基礎：清華大學出版社，2012