運用示例詳細總結Java多線程
進程與線程
進程是程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程，它需要經歷從代碼加載，代碼執(zhí)行到執(zhí)行完畢的一個完整的過程，這個過程也是進程本身從產生，發(fā)展到最終消亡的過程。多進程操作系統(tǒng)能同時達運行多個進程（程序），由于 CPU 具備分時機制，所以每個進程都能循環(huán)獲得自己的CPU 時間片。由于 CPU 執(zhí)行速度非?？欤沟盟谐绦蚝孟袷窃谕瑫r運行一樣。
多線程是實現(xiàn)并發(fā)機制的一種有效手段。進程和線程一樣，都是實現(xiàn)并發(fā)的一個基本單位。線程是比進程更小的執(zhí)行單位，線程是進程的基礎之上進行進一步的劃分。所謂多線程是指一個進程在執(zhí)行過程中可以產生多個更小的程序單元，這些更小的單元稱為線程，這些線程可以同時存在，同時運行，一個進程可能包含多個同時執(zhí)行的線程。進程與線程的區(qū)別如圖所示：
Java中線程實現(xiàn)的方式
在 Java 中實現(xiàn)多線程有兩種手段，一種是繼承 Thread 類，另一種就是實現(xiàn) Runnable 接口。下面我們就分別來介紹這兩種方式的使用。
實現(xiàn) Runnable 接口
package ljz;
class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口，作為線程的實現(xiàn)類
private String name ; // 表示線程的名稱
public MyThread(String name){
this.name = name ; // 通過構造方法配置name屬性
}
public void run(){ // 覆寫run()方法，作為線程 的操作主體
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(name + "運行，i = " + i) ;
}
}
};
public class RunnableDemo01{
public static void main(String args[]){
MyThread mt1 = new MyThread("線程A ") ; // 實例化對象
MyThread mt2 = new MyThread("線程B ") ; // 實例化對象
Thread t1 = new Thread(mt1) ; // 實例化Thread類對象
Thread t2 = new Thread(mt2) ; // 實例化Thread類對象
t1.start() ; // 啟動多線程
t2.start() ; // 啟動多線程
}
};
程序運行結果：
繼承 Thread 類
class MyThread extends Thread{ // 繼承Thread類，作為線程的實現(xiàn)類
private String name ; // 表示線程的名稱
public MyThread(String name){
this.name = name ; // 通過構造方法配置name屬性
}
public void run(){ // 覆寫run()方法，作為線程 的操作主體
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(name + "運行，i = " + i) ;
}
}
};
public class ThreadDemo02{
public static void main(String args[]){
MyThread mt1 = new MyThread("線程A ") ; // 實例化對象
MyThread mt2 = new MyThread("線程B ") ; // 實例化對象
mt1.start() ; // 調用線程主體
mt2.start() ; // 調用線程主體
}
};
程序運行結果：
從程序可以看出，現(xiàn)在的兩個線程對象是交錯運行的，哪個線程對象搶到了 CPU 資源，哪個線程就可以運行，所以程序每次的運行結果肯定是不一樣的，在線程啟動雖然調用的是 start() 方法，但實際上調用的卻是 run() 方法定義的主體。
Thread 類和 Runnable 接口
通過 Thread 類和 Runable 接口都可以實現(xiàn)多線程，那么兩者有哪些聯(lián)系和區(qū)別呢？下面我們觀察 Thread 類的定義。
public class Thread extends Object implements Runnable
從 Thread 類的定義可以清楚的發(fā)現(xiàn)，Thread 類也是 Runnable 接口的子類，但在Thread類中并沒有完全實現(xiàn) Runnable 接口中的 run() 方法，下面是 Thread 類的部分定義。
Private Runnable target；
public Thread(Runnable target,String name){
init(null,target,name,0);
}
private void init(ThreadGroup g,Runnable target,String name,long stackSize){
...
this.target=target;
}
public void run(){
if(target!=null){
target.run();
}
}
從定義中可以發(fā)現(xiàn)，在 Thread 類中的 run() 方法調用的是 Runnable 接口中的 run() 方法，也就是說此方法是由 Runnable 子類完成的，所以如果要通過繼承 Thread 類實現(xiàn)多線程，則必須覆寫 run()。
實際上 Thread 類和 Runnable 接口之間在使用上也是有區(qū)別的，如果一個類繼承 Thread類，則不適合于多個線程共享資源，而實現(xiàn)了 Runnable 接口，就可以方便的實現(xiàn)資源的共享。
線程的狀態(tài)變化
要想實現(xiàn)多線程，必須在主線程中創(chuàng)建新的線程對象。任何線程一般具有5種狀態(tài)，即創(chuàng)建，就緒，運行，阻塞，終止。下面分別介紹一下這幾種狀態(tài)：
- 創(chuàng)建狀態(tài)
在程序中用構造方法創(chuàng)建了一個線程對象后，新的線程對象便處于新建狀態(tài)，此時它已經有了相應的內存空間和其他資源，但還處于不可運行狀態(tài)。新建一個線程對象可采用Thread 類的構造方法來實現(xiàn)，例如 “Thread thread=new Thread()”。
- 就緒狀態(tài)
新建線程對象后，調用該線程的 start() 方法就可以啟動線程。當線程啟動時，線程進入就緒狀態(tài)。此時，線程將進入線程隊列排隊，等待 CPU 服務，這表明它已經具備了運行條件。
- 運行狀態(tài)
當就緒狀態(tài)被調用并獲得處理器資源時，線程就進入了運行狀態(tài)。此時，自動調用該線程對象的 run() 方法。run() 方法定義該線程的操作和功能。
- 阻塞狀態(tài)
一個正在執(zhí)行的線程在某些特殊情況下，如被人為掛起或需要執(zhí)行耗時的輸入/輸出操作，會讓 CPU 暫時中止自己的執(zhí)行，進入阻塞狀態(tài)。在可執(zhí)行狀態(tài)下，如果調用sleep(),suspend(),wait() 等方法，線程都將進入阻塞狀態(tài)，發(fā)生阻塞時線程不能進入排隊隊列，只有當引起阻塞的原因被消除后，線程才可以轉入就緒狀態(tài)。
- 死亡狀態(tài)
線程調用 stop() 方法時或 run() 方法執(zhí)行結束后，即處于死亡狀態(tài)。處于死亡狀態(tài)的線程不具有繼續(xù)運行的能力。
在此提出一個問題，Java 程序每次運行至少啟動幾個線程？
回答：至少啟動兩個線程，每當使用 Java 命令執(zhí)行一個類時，實際上都會啟動一個 JVM，每一個JVM實際上就是在操作系統(tǒng)中啟動一個線程，Java 本身具備了垃圾的收集機制。所以在 Java 運行時至少會啟動兩個線程，一個是 main 線程，另外一個是垃圾收集線程。
取得和設置線程的名稱
class MyThread implements Runnable{ //實現(xiàn)Runnable接口
public void run(){
for(int i=0;i<3;i++){
System.Out.Println(Thread.currentThread().getName()+"運行, i="+i); //取得當前線程的名稱
}
}
};
public class ThreadDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread my=new MyThread(); //定義Runnable子類對象
new Thread(my).start; //系統(tǒng)自動設置線程名稱
new Thread(my,"線程A").start(); //手工設置線程名稱
}
};
程序運行結果：
線程的操作方法
剛才在分析自定義模式工作原理的時候其實就已經提到了，如果想要更改Glide的默認配
線程的強制運行
在線程操作中，可以使用 join() 方法讓一個線程強制運行，線程強制運行期間，其他線程無法運行，必須等待此線程完成之后才可以繼續(xù)執(zhí)行。
class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫run()方法
for(int i=0;i<50;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字
}
}
};
public class ThreadJoinDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象
t.start() ; // 啟動線程
for(int i=0;i<50;i++){
if(i>10){
try{
t.join() ; // 線程強制運行
}catch(InterruptedException e){
}
}
System.out.println("Main線程運行 --> " + i) ;
}
}
};
程序運行結果：
線程的休眠
在程序中允許一個線程進行暫時的休眠，直接使用 Thread.sleep() 即可實現(xiàn)休眠。
class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫run()方法
for(int i=0;i<50;i++){
try{
Thread.sleep(500) ; // 線程休眠
}catch(InterruptedException e){
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字
}
}
};
public class ThreadSleepDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象
t.start() ; // 啟動線程
}
};
程序執(zhí)行結果：
中斷線程
當一個線程運行時，另外一個線程可以直接通過interrupt()方法中斷其運行狀態(tài)。
class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫run()方法
System.out.println("1、進入run()方法") ;
try{
Thread.sleep(10000) ; // 線程休眠10秒
System.out.println("2、已經完成了休眠") ;
}catch(InterruptedException e){
System.out.println("3、休眠被終止") ;
return ; // 返回調用處
}
System.out.println("4、run()方法正常結束") ;
}
};
public class ThreadInterruptDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象
t.start() ; // 啟動線程
try{
Thread.sleep(2000) ; // 線程休眠2秒
}catch(InterruptedException e){
System.out.println("3、休眠被終止") ;
}
t.interrupt() ; // 中斷線程執(zhí)行
}
};
程序運行結果是：
后臺線程
在 Java 程序中，只要前臺有一個線程在運行，則整個 Java 進程都不會消失，所以此時可以設置一個后臺線程，這樣即使 Java 線程結束了，此后臺線程依然會繼續(xù)執(zhí)行，要想實現(xiàn)這樣的操作，直接使用 setDaemon() 方法即可。
class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫run()方法
while(true){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在運行。") ;
}
}
};
public class ThreadDaemonDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象
t.setDaemon(true) ; // 此線程在后臺運行
t.start() ; // 啟動線程
}
};
在線程類 MyThread 中，盡管 run() 方法中是死循環(huán)的方式，但是程序依然可以執(zhí)行完，因為方法中死循環(huán)的線程操作已經設置成后臺運行。
線程的優(yōu)先級
在 Java 的線程操作中，所有的線程在運行前都會保持在就緒狀態(tài)，那么此時，哪個線程的優(yōu)先級高，哪個線程就有可能會先被執(zhí)行。
class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫run()方法
for(int i=0;i<5;i++){
try{
Thread.sleep(500) ; // 線程休眠
}catch(InterruptedException e){
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字
}
}
};
public class ThreadPriorityDemo{
public static void main(String args[]){
Thread t1 = new Thread(new MyThread(),"線程A") ; // 實例化線程對象
Thread t2 = new Thread(new MyThread(),"線程B") ; // 實例化線程對象
Thread t3 = new Thread(new MyThread(),"線程C") ; // 實例化線程對象
t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級最低
t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級最高
t3.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級最中等
t1.start() ; // 啟動線程
t2.start() ; // 啟動線程
t3.start() ; // 啟動線程
}
};
程序運行結果：
從程序的運行結果中可以觀察到，線程將根據其優(yōu)先級的大小來決定哪個線程會先運行，但是需要注意并非優(yōu)先級越高就一定會先執(zhí)行，哪個線程先執(zhí)行將由 CPU 的調度決定。
線程的禮讓
在線程操作中，也可以使用 yield() 方法將一個線程的操作暫時讓給其他線程執(zhí)行
class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫run()方法
for(int i=0;i<5;i++){
try{
Thread.sleep(500) ;
}catch(Exception e){
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字
if(i==2){
System.out.print("線程禮讓：") ;
Thread.currentThread().yield() ; // 線程禮讓
}
}
}
};
public class ThreadYieldDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread my = new MyThread() ; // 實例化MyThread對象
Thread t1 = new Thread(my,"線程A") ;
Thread t2 = new Thread(my,"線程B") ;
t1.start() ;
t2.start() ;
}
};
程序執(zhí)行結果：
同步以及死鎖
一個多線程的程序如果是通過 Runnable 接口實現(xiàn)的，則意味著類中的屬性被多個線程共享，那么這樣就會造成一種問題，如果這多個線程要操作同一個資源時就有可能出現(xiàn)資源同步問題。
解決方法：
同步代碼塊
synchronized(同步對象)｛
需要同步的代碼
｝
class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5 ; // 假設一共有5張票
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
synchronized(this){ // 要對當前對象進行同步
if(ticket>0){ // 還有票
try{
Thread.sleep(300) ; // 加入延遲
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace() ;
}
System.out.println("賣票：ticket = " + ticket-- );
}
}
}
}
};
public class SyncDemo02{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 定義線程對象
Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象
Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象
Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象
t1.start() ;
t2.start() ;
t3.start() ;
}
};
程序執(zhí)行結果：
同步方法
除了可以將需要的代碼設置成同步代碼塊外，也可以使用 synchronized 關鍵字將一個方法聲明為同步方法。
synchronized 方法返回值 方法名稱（參數列表）｛
｝
class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5 ; // 假設一共有5張票
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
this.sale() ; // 調用同步方法
}
}
public synchronized void sale(){ // 聲明同步方法
if(ticket>0){ // 還有票
try{
Thread.sleep(300) ; // 加入延遲
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace() ;
}
System.out.println("賣票：ticket = " + ticket-- );
}
}
};
public class SyncDemo03{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 定義線程對象
Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象
Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象
Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象
t1.start() ;
t2.start() ;
t3.start() ;
}
};
程序執(zhí)行結果：
從程序運行的結果可以發(fā)現(xiàn)，此代碼完成了與之前同步代碼同樣的功能。
死鎖
同步可以保證資源共享操作的正確性，但是過多同步也會產生問題。例如，現(xiàn)在張三想要李四的畫，李四想要張三的書，張三對李四說“把你的畫給我，我就給你書”，李四也對張三說“把你的書給我，我就給你畫”兩個人互相等對方先行動，就這么干等沒有結果，這實際上就是死鎖的概念。
所謂死鎖，就是兩個線程都在等待對方先完成，造成程序的停滯，一般程序的死鎖都是在程序運行時出現(xiàn)的。
下面以一個簡單范例說明這個概念
class Zhangsan{ // 定義張三類
public void say(){
System.out.println("張三對李四說：“你給我畫，我就把書給你?！?) ;
}
public void get(){
System.out.println("張三得到畫了。") ;
}
};
class Lisi{ // 定義李四類
public void say(){
System.out.println("李四對張三說：“你給我書，我就把畫給你”") ;
}
public void get(){
System.out.println("李四得到書了。") ;
}
};
public class ThreadDeadLock implements Runnable{
private static Zhangsan zs = new Zhangsan() ; // 實例化static型對象
private static Lisi ls = new Lisi() ; // 實例化static型對象
private boolean flag = false ; // 聲明標志位，判斷那個先說話
public void run(){ // 覆寫run()方法
if(flag){
synchronized(zs){ // 同步張三
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() ; // 控制張三
ThreadDeadLock t2 = new ThreadDeadLock() ; // 控制李四
t1.flag = true ;
t2.flag = false ;
Thread thA = new Thread(t1) ;
Thread thB = new Thread(t2) ;
thA.start() ;
thB.start() ;
}
};
程序運行結果：
以下代碼不再執(zhí)行，程序進入死鎖狀態(tài)。
到此這篇關于Java多線程詳細總結的文章就介紹到這了,更多相關Java多線程內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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