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  • java多线程(五种状态和三种实现方式)

    一、线程的生命周期及五种基本状态

    Java线程具有五中基本状态

    新建状态(New):当线程对象对创建后,即进入了新建状态,如:Thread t = new MyThread();

    就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法(t.start();),线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程,只是说明此线程已经做好了准备,随时等待CPU调度执行,并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行;

    运行状态(Running):当CPU开始调度处于就绪状态的线程时,此时线程才得以真正执行,即进入到运行状态。注:就     绪状态是进入到运行状态的唯一入口,也就是说,线程要想进入运行状态执行,首先必须处于就绪状态中;

    阻塞状态(Blocked):处于运行状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入到就绪状态,才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同,阻塞状态又可以分为三种:

    1.等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,使本线程进入到等待阻塞状态;

    2.同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态;

    3.其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。

    死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。

    二、 Java多线程的创建及启动

    Java中线程的创建常见有如三种基本形式

    2.1继承Thread类

    class MyThread extends Thread {
        
        private int i = 0;
    
        @Override
        public void run() {
            for (i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            }
        }
    }
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    public class ThreadTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
                if (i == 30) {
                    Thread myThread1 = new MyThread();     // 创建一个新的线程  myThread1  此线程进入新建状态
                    Thread myThread2 = new MyThread();     // 创建一个新的线程 myThread2 此线程进入新建状态
                    myThread1.start();                     // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
                    myThread2.start();                     // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
                }
            }
        }
    }
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    继承Thread类,通过重写run()方法定义了一个新的线程类MyThread,其中run()方法的方法体代表了线程需要完成的任务,称之为线程执行体。当创建此线程类对象时一个新的线程得以创建,并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法,使得该线程进入到就绪状态,此时此线程并不一定会马上得以执行,这取决于CPU调度时机。

    2.2实现Runnable接口

    实现Runnable接口,并重写该接口的run()方法,该run()方法同样是线程执行体,创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread类的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。

    class MyRunnable implements Runnable {
        private int i = 0;
    
        @Override
        public void run() {
            for (i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            }
        }
    }
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    public class ThreadTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
                if (i == 30) {
                    Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 创建一个Runnable实现类的对象
                    Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 将myRunnable作为Thread target创建新的线程
                    Thread thread2 = new Thread(myRunnable);
                    thread1.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
                    thread2.start();
                }
            }
        }
    }
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    2.3Thread和Runnable

    public class ThreadTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
                if (i == 30) {
                    Runnable myRunnable = new MyRunnable();
                    Thread thread = new MyThread(myRunnable);
                    thread.start();
                }
            }
        }
    }
    
    class MyRunnable implements Runnable {
        private int i = 0;
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("in MyRunnable run");
            for (i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            }
        }
    }
    
    class MyThread extends Thread {
    
        private int i = 0;
        
        public MyThread(Runnable runnable){
            super(runnable);
        }
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("in MyThread run");
            for (i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            }
        }
    }
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    至于此时的线程执行体到底是MyRunnable接口中的run()方法还是MyThread类中的run()方法呢?通过输出我们知道线程执行体是MyThread类中的run()方法。其实原因很简单,因为Thread类本身也是实现了Runnable接口,而run()方法最先是在Runnable接口中定义的方法。

    2.4使用Callable和Future接口

    具体是创建Callable接口的实现类,并实现clall()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象,且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程。

    public class ThreadTest {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Callable<Integer> myCallable = new MyCallable();    // 创建MyCallable对象
            FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask来包装MyCallable对象
    
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
                if (i == 30) {
                    Thread thread = new Thread(ft);   //FutureTask对象作为Thread对象的target创建新的线程
                    thread.start();                      //线程进入到就绪状态
                }
            }
    
            System.out.println("主线程for循环执行完毕..");
            
            try {
                int sum = ft.get();            //取得新创建的新线程中的call()方法返回的结果
                System.out.println("sum = " + sum);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    }
    
    
    class MyCallable implements Callable<Integer> {
        private int i = 0;
    
        // 与run()方法不同的是,call()方法具有返回值
        @Override
        public Integer call() {
            int sum = 0;
            for (; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
                sum += i;
            }
            return sum;
        }
    
    }
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    在实现Callable接口中,此时不再是run()方法了,而是call()方法,此call()方法作为线程执行体,同时还具有返回值

    那么看下FutureTask类的源码

    public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
        
        //....
       
    }
    
    public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
         
         void run();
    
    }
    View Code

    于是,我们发现FutureTask类实际上是同时实现了Runnable和Future接口,由此才使得其具有Future和Runnable双重特性。通过Runnable特性,可以作为Thread对象的target,而Future特性,使得其可以取得新创建线程中的call()方法的返回值。

    执行下此程序,我们发现sum = 4950永远都是最后输出的。而“主线程for循环执行完毕..”则很可能是在子线程循环中间输出。由CPU的线程调度机制,我们知道,“主线程for循环执行完毕..”的输出时机是没有任何问题的,那么为什么sum =4950会永远最后输出呢?

    原因在于通过ft.get()方法获取子线程call()方法的返回值时,当子线程此方法还未执行完毕,ft.get()方法会一直阻塞,直到call()方法执行完毕才能取到返回值。

    上述主要讲解了三种常见的线程创建方式,对于线程的启动而言,都是调用线程对象的start()方法,需要特别注意的是:不能对同一线程对象两次调用start()方法。

    Callable和Future用法参考https://www.cnblogs.com/fengsehng/p/6048609.html

    三、Java多线程的就绪、运行和死亡状态

    就绪状态转换为运行状态:当此线程得到处理器资源;

    运行状态转换为就绪状态:当此线程主动调用yield()方法或在运行过程中失去处理器资源。

    运行状态转换为死亡状态:当此线程线程执行体执行完毕或发生了异常。

    此处需要特别注意的是:当调用线程的yield()方法时,线程从运行状态转换为就绪状态,但接下来CPU调度就绪状态中的哪个线程具有一定的随机性,因此,可能会出现A线程调用了yield()方法后,接下来CPU仍然调度了A线程的情况。

    原文https://www.cnblogs.com/lwbqqyumidi/p/3804883.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yanmingyuan/p/10565444.html
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