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  • Java多线程

    Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例。

    启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run()方法。

    线程start()方法调用Thread 的native方法 private native void start0();
    线程run()调用Thread的run()方法;

    如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,可以实现一个Runnable接口。

    public class MyThread extends OtherClass implements Runnable

    {

    public void run() {

    System.out.println("MyThread.run()");

    }

    }

    //启动MyThread,需要首先实例化一个Thread,并传入自己的MyThread实例:

    MyThread myThread = new MyThread();

    Thread thread = new Thread(myThread);

    thread.start();

    //事实上,当传入一个Runnable target参数给Thread后,Thread的run()方法就会调用target.run()

    public void run() {

    if (target != null) { target.run();

    }

    }

    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    //实现Runnable接口,作息线程的实现类
    class MyThread implements Runnable{
    private String name;
    public MyThread(String name){
    this.name = name;
    }
    //复写run方法,作为现场的执行逻辑主题
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
    System.out.println(name + "运行,i = " +i);
    }
    }
    }
    public class ThreadRunable {
    public static void main(String[] args) {
    MyThread mt1 = new MyThread("ThreadA");//实例化对象
    MyThread mt2 = new MyThread("ThreadB");//实例化对象
    Thread t1 = new Thread(mt1);
    Thread t2 = new Thread(mt2);
    t1.start();//启动多线程
    t2.start();//启动多线程
    }
    }
    --------------------------------------------------------------------
    ThreadB运行,i = 0
    ThreadA运行,i = 0
    ThreadA运行,i = 1
    ThreadB运行,i = 1
    ThreadA运行,i = 2
    ThreadB运行,i = 2
    ThreadB运行,i = 3
    ThreadA运行,i = 3
    ThreadB运行,i = 4
    ThreadA运行,i = 4
    ThreadB运行,i = 5
    ThreadA运行,i = 5
    ThreadA运行,i = 6
    ThreadB运行,i = 6
    ThreadA运行,i = 7
    ThreadA运行,i = 8
    ThreadA运行,i = 9
    ----------------------------------------------------------------
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    //继承Thread类,作为线程的实现类
    class ExThread extends Thread{
    private String name;
    public ExThread(String name){
    this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
    System.out.println(name + "运行,i= "+ i);
    }
    }
    }

    public class ThreadExtend {
    public static void main(String[] args) {
    ExThread mt1 = new ExThread("threadA0");//实例化对象
    ExThread mt2 = new ExThread("threadB0");//实例化对象
    mt1.start();//调用线程主体
    mt2.start();//调用线程主体
    }

    }
    ----------------------------------------------------------------
    threadA0运行,i= 61
    threadA0运行,i= 62
    threadA0运行,i= 63
    threadB0运行,i= 0
    threadA0运行,i= 64
    threadB0运行,i= 1
    threadA0运行,i= 65
    threadB0运行,i= 2
    threadA0运行,i= 66
    threadB0运行,i= 3
    threadA0运行,i= 67
    threadB0运行,i= 4
    threadA0运行,i= 68
    threadB0运行,i= 5
    threadA0运行,i= 69
    threadA0运行,i= 70
    threadA0运行,i= 71
    threadA0运行,i= 72
    threadB0运行,i= 6
    threadA0运行,i= 73
    threadB0运行,i= 7
    threadA0运行,i= 74
    threadB0运行,i= 8
    threadA0运行,i= 75
    threadB0运行,i= 9
    threadA0运行,i= 76
    threadB0运行,i= 10
    threadA0运行,i= 77
    threadB0运行,i= 11
    threadA0运行,i= 78
    threadB0运行,i= 12
    threadA0运行,i= 79
    threadB0运行,i= 13
    threadA0运行,i= 80
    threadB0运行,i= 14
    threadA0运行,i= 81
    threadB0运行,i= 15
    threadB0运行,i= 16
    threadB0运行,i= 17
    threadA0运行,i= 82
    threadB0运行,i= 18
    threadB0运行,i= 19
    threadA0运行,i= 83
    --------------------------------------------------------------------
    两个线程实例是交错运行的,哪个线程实例抢到了 CPU 资源,哪个线程就可以运行,所以程序每次的运行结果肯定是不一样的,在线程启动虽然调用的是 start() 方法,但实际上调用的却是 run() 方法定义的主体。

    Thread 类和 Runnable 接口

    通过 Thread 类和 Runable 接口都可以实现多线程,那么两者有哪些联系和区别呢?下面我们观察 Thread 类的定义。
    public class Thread implements Runnable
    从 Thread 类的定义可以清楚的发现,Thread 类也是 Runnable 接口的子类,但在Thread类中并没有完全实现 Runnable 接口中的 run() 方法,下面是 Thread 类的部分定义。
    Subclasses of <code>Thread</code> should override this method.
    @Override
    public void run() {
    if (target != null) {
    target.run();
    }
    }
    在 Thread 类中的 run() 方法调用的是 Runnable 接口中的 run() 方法,也就是说此方法是由 Runnable 子类完成的,所以如果要通过继承 Thread 类实现多线程,则必须覆写 run()。

    实际上 Thread 类和 Runnable 接口之间在使用上也是有区别的,如果一个类继承 Thread类,则不适合于多个线程共享资源,而实现了 Runnable 接口,就可以方便的实现资源的共享。

    线程的状态变化
    要想实现多线程,必须在主线程中创建新的线程对象。任何线程一般具有6种状态,即创建,就绪,运行,等待,阻塞,终止。下面分别介绍一下这几种状态:
    创建状态

    在程序中用构造方法创建了一个线程对象后,新的线程对象便处于新建状态,此时它已经有了相应的内存空间和其他资源,但还处于不可运行状态。新建一个线程对象可采用Thread 类的构造方法来实现,例如 “Thread thread=new Thread()”。

    就绪状态

    新建线程对象后,调用该线程的 start() 方法就可以启动线程。当线程启动时,线程进入就绪状态。此时,线程将进入线程队列排队,等待 CPU 服务,这表明它已经具备了运行条件。

    运行状态

    当就绪状态被调用并获得处理器资源时,线程就进入了运行状态。此时,自动调用该线程对象的 run() 方法。run() 方法定义该线程的操作和功能。

    阻塞状态

    一个正在执行的线程在某些特殊情况下,如被人为挂起或需要执行耗时的输入/输出操作,会让 CPU 暂时中止自己的执行,进入阻塞状态。在可执行状态下,如果调用sleep(),suspend(),wait() 等方法,线程都将进入阻塞状态,发生阻塞时线程不能进入排队队列,只有当引起阻塞的原因被消除后,线程才可以转入就绪状态。

    死亡状态

    线程调用 stop() 方法时或 run() 方法执行结束后,即处于死亡状态。处于死亡状态的线程不具有继续运行的能力。

    Java 程序每次运行至少启动两个线程,每当使用 Java 命令执行一个类时,实际上都会启动一个 JVM,每一个JVM实际上就是在操作系统中启动一个线程,Java 本身具备了垃圾的收集机制。在Java运行时至少会启动两个线程,一个是 main 线程,另外一个是垃圾收集线程。

    -----------------------------------------------------------
    获取线程名

    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class namedThread implements Runnable{//实现Runnalbe接口
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "运行,i="+i);//获取当前线程的名称
    }
    }
    }
    public class ThreadName {
    public static void main(String[] args) {
    namedThread nt = new namedThread();//定义Runnable子类对象
    new Thread(nt).start();//系统自动设置线程名
    new Thread(nt,"线程AA").start();//自己设置线程名
    }
    }
    ----------------------------------------------------------
    Thread-0运行,i=0
    Thread-0运行,i=1
    Thread-0运行,i=2
    线程AA运行,i=0
    线程AA运行,i=1
    线程AA运行,i=2
    -----------------------------------------------------------
    线程的操作方法

    线程的强制运行

    在线程操作中,可以使用 join() 方法让一个线程强制运行,线程强制运行期间,其他线程无法运行,必须等待此线程完成之后才可以继续执行。

    ----------------------------------------------------------
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class JoinThread implements Runnable{//实现Runnable接口
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "运行,i= "+i);//获取当前线程名字
    }
    }
    }
    public class ThreadJoin {
    public static void main(String[] args) {
    JoinThread jt = new JoinThread();//实例化Runnable子类对象
    Thread t = new Thread(jt,"线程");//实例化Thread对象
    t.start();//启动线程
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if(i>5){
    try {
    t.join();//线程强制运行
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    System.out.println("Main线程运行---- "+i);
    }
    }

    }
    ----------------------------------
    Main线程运行---- 2
    Main线程运行---- 3
    Main线程运行---- 4
    Main线程运行---- 5
    线程运行,i= 0
    线程运行,i= 1
    线程运行,i= 2
    Main线程运行---- 6
    Main线程运行---- 7
    Main线程运行---- 8
    Main线程运行---- 9
    ---------------------------------
    线程的休眠
    在程序中允许一个线程进行暂时的休眠,直接使用 Thread.sleep() 即可实现休眠。
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class sleep implements Runnable{
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 50; i++) {
    try {
    Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行,i= "+i);//取得当前线程的名字
    }
    }
    }

    public class ThreadSleep {
    public static void main(String[] args) {
    sleep sleep = new sleep();//实现Runnable子类对象
    Thread t = new Thread(sleep,"线程");//实例化Thread对象
    t.start();//启动线程

    }
    }
    ----------------------------------------------------------------------
    线程运行,i= 0
    线程运行,i= 1
    线程运行,i= 2
    线程运行,i= 3
    线程运行,i= 4
    线程运行,i= 5
    ----------------------------------------------------------------------
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class sleep implements Runnable{
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
    try {
    Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行,i= "+i);//取得当前线程的名字
    }
    }
    }

    public class ThreadSleep {
    public static void main(String[] args) {
    sleep sleep = new sleep();//实现Runnable子类对象
    Thread t = new Thread(sleep,"线程1");//实例化Thread对象
    Thread t2 = new Thread(sleep, "线程2");
    t.start();//启动线程
    t2.start();//启动线程

    }
    }
    -----------------------------------------------------------------------------------
    线程2运行,i= 0
    线程1运行,i= 0
    线程1运行,i= 1
    线程2运行,i= 1
    线程2运行,i= 2
    线程1运行,i= 2
    线程1运行,i= 3
    线程2运行,i= 3
    线程1运行,i= 4
    线程2运行,i= 4
    ---------------------------------------------------------------------------------
    中断线程

    当一个线程运行时,另外一个线程可以直接通过interrupt()方法中断其运行状态。
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;

    import static java.lang.Thread.*;

    class InThread implements Runnable{//实现Runnalbe接口
    public void run() {//复写run()方法
    System.out.println("1.进入run()方法");
    try {
    sleep(5000);//线程休眠5秒
    System.out.println("2.已经完成了休眠");
    } catch (InterruptedException e) {
    System.out.println("3. 休眠被终止");
    return;//返回调用处
    }
    System.out.println("4.run()方法正常结束");
    }
    }

    public class ThreadInterrupt {
    public static void main(String[] args) {
    InThread mt = new InThread();//实例化Runnable子类对象
    Thread t = new Thread(mt,"线程");//实例化Thread对象
    t.start();//启动线程
    try {
    sleep(2000);//线程休眠2秒
    } catch (InterruptedException e) {
    System.out.println("3.休眠被终止...");
    }
    t.interrupt();//中断线程执行
    }
    }
    ---------------------------------------------------------------
    1.进入run()方法
    3. 休眠被终止
    ---------------------------------------------------------------
    后台线程

    在 Java 程序中,只要前台有一个线程在运行,则整个 Java 进程都不会消失,所以此时可以设置一个后台线程,这样即使 Java 线程结束了,此后台线程依然会继续执行,要想实现这样的操作,直接使用 setDaemon() 方法即可。
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class Daemon implements Runnable{//实现Runnable接口
    public void run() {//复写run()方法
    while (true){
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"在运行。");
    }
    }
    }

    public class ThreadDaemon {
    public static void main(String[] args) {
    Daemon daemon = new Daemon();//实例化Runnable子类对象
    Thread t = new Thread(daemon, "线程");//实例化Thread对象
    t.setDaemon(true);//此线程在后台运行
    t.start();//启动线程
    }
    }
    --------------------------------------------------------------
    在线程类 MyThread 中,尽管 run() 方法中是死循环的方式,但是程序依然可以执行完,因为方法中死循环的线程操作已经设置成后台运行。
    线程的优先级

    在 Java 的线程操作中,所有的线程在运行前都会保持在就绪状态,那么此时,哪个线程的优先级高,哪个线程就有可能会先被执行。
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;

    import static java.lang.Thread.*;

    class Priority implements Runnable{//实现Runnable接口
    public void run() {//复写run()方法
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
    try {
    sleep(500);//线程休眠
    } catch (InterruptedException e) {
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行,i= "+i );//获取当前进程的名字
    }
    }
    }
    public class ThreadPriority {
    public static void main(String[] args) {
    Thread t1 = new Thread(new Priority(), "线程A");//实例化线程对象
    Thread t2 = new Thread(new Priority(), "线程B");//实例化线程对象
    Thread t3 = new Thread(new Priority(), "线程C");//实例化线程对象
    t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);//设置最低优先级
    t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//设置最高优先级
    t3.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);//设置中等优先级
    t1.start();//启动线程
    t2.start();//启动线程
    t3.start();//启动线程
    }
    }
    -------------------------------------------------------------------------
    线程B运行,i= 0
    线程C运行,i= 0
    线程A运行,i= 0
    线程B运行,i= 1
    线程C运行,i= 1
    线程A运行,i= 1
    线程B运行,i= 2
    线程C运行,i= 2
    线程A运行,i= 2
    线程B运行,i= 3
    线程C运行,i= 3
    线程A运行,i= 3
    线程B运行,i= 4
    线程C运行,i= 4
    线程A运行,i= 4
    ------------------------------------------------------------------------
    从程序的运行结果中可以观察到,线程将根据其优先级的大小来决定哪个线程会先运行,但是需要注意并非优先级越高就一定会先执行,哪个线程先执行将由 CPU 的调度决定。

    线程的礼让

    在线程操作中,也可以使用 yield() 方法将一个线程的操作暂时让给其他线程执行
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class YThread implements Runnable{//实现Runnable接口
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
    try {
    Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "运行i= " +i);
    if(i==2){
    System.out.println("线程礼让");
    Thread.currentThread().yield();//线程礼让
    }
    }
    }
    }

    public class ThreadYield {
    public static void main(String[] args) {
    YThread yt = new YThread();
    Thread t1 = new Thread(yt,"线程A");
    Thread t2 = new Thread(yt,"线程B");
    t1.start();
    t2.start();
    }
    }
    -------------------------------------------------------------------------
    线程A运行i= 0
    线程B运行i= 0
    线程A运行i= 1
    线程B运行i= 1
    线程A运行i= 2
    线程礼让
    线程B运行i= 2
    线程礼让
    线程A运行i= 3
    线程B运行i= 3
    线程A运行i= 4
    线程B运行i= 4
    -------------------------------------------------------------------------
    同步以及死锁
    一个多线程的程序如果是通过 Runnable 接口实现的,则意味着类中的属性被多个线程共享,那么这样就会造成一种问题,
    如果这多个线程要操作同一个资源时就有可能出现资源同步问题。

    解决方法:

    同步代码块
    synchronized(同步对象){
    需要同步的代码

    ----------------------------------------------------------------------------
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class SyncThread implements Runnable{
    private int ticket = 5;//假设共有5张票
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
    synchronized (this){//对当前对象进行同步
    if(ticket>0){
    //加入延时
    try {
    Thread.sleep(300);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票:ticket= " + ticket--);
    }
    }
    }
    }
    }
    public class Threadsynchronized {
    public static void main(String[] args) {
    SyncThread mt = new SyncThread();//定义线程对象
    Thread t1 = new Thread(mt);//定义Thread对象
    Thread t2 = new Thread(mt);//定义Thread对象
    Thread t3 = new Thread(mt);//定义Thread对象
    t1.start();//启动线程
    t2.start();//启动线程
    t3.start();//启动线程
    }
    }
    -----------------------------------------------------------------------------
    Thread-0卖票:ticket= 5
    Thread-2卖票:ticket= 4
    Thread-2卖票:ticket= 3
    Thread-2卖票:ticket= 2
    Thread-1卖票:ticket= 1
    ------------------------------------------------------------------------------
    同步方法

    除了可以将需要的代码设置成同步代码块外,也可以使用 synchronized 关键字将一个方法声明为同步方法。
    synchronized 方法返回值 方法名称(参数列表){


    package com.yuejiesong.javaThreadTest;
    class SyncMethod implements Runnable{
    private int ticket = 5;//假设共有5张票
    public void run() {
    for (int i = 0; i <100; i++) {
    this.sale();//调用同步方法
    }

    }

    private synchronized void sale() {//声明同步方法
    if(ticket > 0){
    try {
    Thread.sleep(300);//加入延迟
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖票:ticket "+ticket--);
    }
    }
    }
    public class ThreadSyncMethod {
    public static void main(String[] args) {
    SyncMethod sm = new SyncMethod();//定义线程对象
    Thread t1 = new Thread(sm);//定义Thread对象
    Thread t2 = new Thread(sm);//定义Thread对象
    Thread t3 = new Thread(sm);//定义Thread对象
    t1.start();
    t2.start();
    t3.start();

    }
    }
    --------------------------------------------------------------------------------
    Thread-0卖票:ticket 5
    Thread-0卖票:ticket 4
    Thread-0卖票:ticket 3
    Thread-2卖票:ticket 2
    Thread-1卖票:ticket 1
    -------------------------------------------------------------------------------
    从程序运行的结果可以发现,此代码完成了与之前同步代码同样的功能。
    死锁

    同步可以保证资源共享操作的正确性,但是过多同步也会产生问题。例如,现在张三想要李四的画,
    李四想要张三的书,张三对李四说“把你的画给我,我就给你书”,李四也对张三说“把你的书给我,
    我就给你画”两个人互相等对方先行动,就这么干等没有结果,这实际上就是死锁的概念。
    所谓死锁,就是两个线程都在等待对方先完成,造成程序的停滞,一般程序的死锁都是在程序运行时出现的。

    下面以一个简单范例说明这个概念
    package com.yuejiesong.javaThreadTest;

    import java.util.TreeMap;

    class Zhangsan{//定义张三类
    public void say(){
    System.out.println("张三对李四说:你给我画,我就把书给你。");
    }
    public void get(){
    System.out.println("张三得到画了");
    }
    }
    class Lisi{//定义李四类
    public void say(){
    System.out.println("李四对张三说:你给过书,我就把画给你。");
    }
    public void get(){
    System.out.println("李四得到书了");
    }
    }
    public class ThreadDeadLock implements Runnable{
    private static Zhangsan zs = new Zhangsan();//实例化static类型
    private static Lisi ls= new Lisi();//实例化static型对象
    private boolean flag = false;//声明标志位,判断哪个先说话

    public void run() {//复写run()方法
    if(flag){
    synchronized (zs){//同步张三
    zs.say();
    try {
    Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    synchronized (ls){
    zs.get();
    }
    }
    }else {
    synchronized (ls){
    ls.say();
    try {
    Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    synchronized (zs){
    ls.get();
    }
    }
    }

    }

    public static void main(String[] args) {
    ThreadDeadLock t1 = new ThreadDeadLock();
    ThreadDeadLock t2 = new ThreadDeadLock();
    t1.flag = true;
    t2.flag = false;
    Thread thA = new Thread(t1);
    Thread thB = new Thread(t2);
    thA.start();
    thB.start();
    }
    }
    ----------------------------------------------------------------
    张三对李四说:你给我画,我就把书给你。
    李四对张三说:你给过书,我就把画给你。
    以下代码不再执行,程序进入死锁状态。
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/songyuejie/p/12535806.html
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