Java多线程编程

线程的基本概念

线程是一个程序内部的顺序控制流。

线程和进程的区别：

• 每个进程都有独立的代码和数据空间（进程上下文），进程间的切换会有较大的开销。
• 线程可以看成轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换的开销较小。
• 多进程：在操作系统中能同时运行多个任务（程序）。
• 多线程：在同一应用程序中有多个顺序流同时执行。 

线程转换状态：

sleep方法：

• 可以调用Thread的静态方法：public static void sleep(long millis) throw InterruptedException
• 由于是静态方法，sleep可以由类名直接调用：Thread.sleep(...)

join方法：

• 合并某个线程。

yield方法：

• 让出CPU，给其他线程执行的机会。

Java提供了三种创建线程的方法：

• 通过实现 Runnable 接口；
• 通过继承 Thread 类本身；
• 通过 Callable 和 Future 创建线程。

 

通过实现Runnable接口来创建线程

为了实现 Runnable，一个类只需要执行一个方法调用 run()，声明如下：

public void run()

你可以重写该方法，重要的是理解的 run() 可以调用其他方法，使用其他类，并声明变量，就像主线程一样。

在创建一个实现 Runnable 接口的类之后，你可以在类中实例化一个线程对象。

Thread 定义了几个构造方法，下面的这个是我们经常使用的：

Thread(Runnable threadOb,String threadName);

这里，threadOb 是一个实现 Runnable 接口的类的实例，并且 threadName 指定新线程的名字。

新线程创建之后，你调用它的 start() 方法它才会运行。

void start();

通过调用实现runnable接口的类的start()方法启动线程，run方法是会自己调用。

实例：

class RunnableDemo implements Runnable {
       private Thread t; //通过创建Thread的实例来创建新的线程
       private String threadName;
       
       RunnableDemo( String name) {
          threadName = name;
          System.out.println("Creating " +  threadName );
       }
       
       public void run() {
          System.out.println("Running " +  threadName );
          try {
             for(int i = 4; i > 0; i--) {
                System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
                // 让线程睡眠
                Thread.sleep(50);
             }
          }catch (InterruptedException e) {
             System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");
          }
          System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
       }
       
       public void start () {
          System.out.println("Starting " +  threadName );
          if (t == null) {
             t = new Thread (this, threadName);
             t.start ();
          }
       }
    }
     
public class test { 
      public static void main(String args[]) {
          RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
          R1.start();
          
          RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
          R2.start();
       }   
    }

输出：

Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-2 exiting.
Thread Thread-1 exiting.

 

通过继承Thread来创建线程

创建一个继承Thread的新类，然后创建一个该类的实例。

继承类必须重写 run() 方法，该方法是新线程的入口点。它也必须调用 start() 方法才能执行。

该方法尽管被列为一种多线程实现方式，但是本质上也是实现了 Runnable 接口的一个实例。

class ThreadDemo extends Thread{
    private Thread t;
    private String threadName;
    
    ThreadDemo(String name) {
        threadName = name;
        System.out.println("Creating " + threadName );
    }
    
    public void run(){
        System.out.println("Running " + threadName );
        try{
            for (int i= 4; i>0 ; i--){
                System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
                // 让线程睡会
                Thread.sleep(50);
            }
        }catch(InterruptedException e){
            System.out.println("Thread " + threadName + "interrupted.");
        }
        System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
    }
    
    public void start(){
        System.out.println("Starting " +  threadName );
          if (t == null) {
             t = new Thread (this, threadName);
             t.start ();
          }
    }
}

public class test{
    public static void main(String args[]){
        ThreadDemo T1 = new ThreadDemo("Thread-1");
        T1.start();
        ThreadDemo T2 = new ThreadDemo("Thread-2");
        T2.start();
    }
}

 

通过callable和Future创建线程

• 1. 创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。

• 2. 创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。

• 3. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。

• 4. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;  
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class test implements Callable<Integer> {
    public static void main(String[] args)  
    {  
        test ctt = new test();  
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  
        for(int i = 0;i < 100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  
            if(i==20)  
            {  
                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  
            }  
        }  
        try  
        {  
            System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());  
        } catch (InterruptedException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }  
  
    }
    @Override  
    public Integer call() throws Exception  
    {  
        int i = 0;  
        for(;i<100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
        }  
        return i;  
    }  
}

对比：

• 1. 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创见多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还可以继承其他类。

• 2. 使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可获得当前线程。

 wait sleep区别

wait时别的线程可以访问锁定对象

• 调用wait方法的时候必须锁定该对象

sleep时别的线程也不可以访问锁定对象