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Java多线程（一）多线程基础

2016-07-11  本文已影响586人  crossoverJie

前言

本文主要讲解java多线程的基础，以及一些常用方法。关于线程同步、ExecutorService框架我会放到后续的文章进行讲解。

进程与线程的区别

进程

进程简单的来说就是在内存中运行的应用程序，一个进程可以启动多个线程。
比如在windows中一个运行EXE文件就是一个进程。

线程

同一个线程中的进程共用相同的地址空间，同时共享进程所拥有的内存和其他资源。

线程Demo-继承Thread类

首先我们我们继承java.lang.Thread类来创建线程。

package top.crosssoverjie.study.Thread;

public class TestThread {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主线程ID是：" + Thread.currentThread().getId());
        MyThread my = new MyThread("线程1");
        my.start() ;
        
        MyThread my2 = new MyThread("线程2") ;
        /**
         * 这里直接调用my2的run()方法。
         */
        my2.run() ;
    }

}

class MyThread extends Thread {
    private String name;

    public MyThread(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("名字：" + name + "的线程ID是="
                + Thread.currentThread().getId());
    }

}

输出结果:

主线程ID是：1
名字：线程2的线程ID是=1
名字：线程1的线程ID是=9

由输出结果我们可以得出以下结论：

  • my和my2的线程ID不相同，my2和主线程ID相同。说明直接调用run()方法不会创建新的线程，而是在主线程中直接调用的run()方法,和普通的方法调用没有区别。
  • 虽然my的start()方法是在my2的run()方法之前调用，但是却是后输出内容，说明新建的线程并不会影响主线程的执行。

线程Demo-实现Runnable接口

除了继承java.lang.Thread类之外，我们还可以实现java.lang.Runnable接口来创建线程。

package top.crosssoverjie.study.Thread;

public class TestRunnable {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主线程的线程ID是"+Thread.currentThread().getId());
        MyThread2 my = new MyThread2("线程1") ;
        Thread t = new Thread(my) ;
        t.start() ;
        
        MyThread2 my2 = new MyThread2("线程2") ;
        Thread t2 = new Thread(my2) ;
        /**
         * 方法调用，并不会创建线程，依然是主线程
         */
        t2.run() ;
    }
}

class MyThread2 implements Runnable{
    private String name ;
    public MyThread2(String name){
        this.name = name ;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程"+name+"的线程ID是"+Thread.currentThread().getId());
    }
    
    
}

输出结果:

主线程的线程ID是1
线程线程2的线程ID是1
线程线程1的线程ID是9

notes:

  • 实现Runnable的方式需要将实现Runnable接口的类作为参数传递给Thread，然后通过Thread类调用Start()方法来创建线程。
  • 这两种方式都可以来创建线程，至于选择哪一种要看自己的需求。直接继承Thread类的话代码要简洁一些，但是由于java只支持单继承，所以如果要继承其他类的同时需要实现线程那就只能实现Runnable接口了，这里更推荐实现Runnable接口。

实际上如果我们查看Thread类的源码我们会发现Thread是实现了Runnable接口的：


Thread源码

线程中常用的方法

序号 方法 介绍
1 public void start() 使该线程执行，java虚拟机会调用该线程的run()方法。
2 public final void setName(String name) 修改线程名称。
3 public final void setPriority(int privority) 修改线程的优先级。
4 public final void setDaemon(false on) 将该线程标记为守护线程或用户线程，当正在运行线程都是守护线程时，java虚拟机退出，该方法必须在启动线程前调用。
5 public final void join(long mills) 等待该线程的终止时间最长为mills毫秒。
6 public void interrupt() 中断线程。
7 public static boolean isAlive() 测试线程是否处于活动状态。如果该线程已经启动尚未终止，则为活动状态。
8 public static void yield() 暂停当前线程执行的对象，并执行其他线程。
9 public static void sleep(long mills) 在指定毫秒数内，让当前执行的线程休眠(暂停)。
10 public static Thread currentThread() 返回当前线程的引用。

方法详解- public static void sleep(long mills) 

package top.crosssoverjie.study.Thread;

public class TestSleep {

    private int i = 10 ;
    private Object ob = new Object() ;
    
    public static void main(String[] args) {
        TestSleep t = new TestSleep() ;
        MyThread3 thread1 = t.new MyThread3() ;
        MyThread3 thread2 = t.new MyThread3() ;
        thread1.start() ;
        thread2.start() ;
    }
    
    class MyThread3 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (ob) {
                i++ ;
                System.out.println("i的值："+i);
                System.out.println("线程："+Thread.currentThread().getName()+"进入休眠状态");
                try {
                    Thread.currentThread().sleep(1000) ;
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("线程："+Thread.currentThread().getName()+"休眠结束");
                i++;
                System.out.println("i的值>："+i);
            }
        }
    }
    
}

输出结果：

i的值：11
线程：Thread-0进入休眠状态
线程：Thread-0休眠结束
i的值>：12
i的值：13
线程：Thread-1进入休眠状态
线程：Thread-1休眠结束
i的值>：14

由输出结果我们可以得出：

  • 当Thread0进入休眠状态时，Thread1并没有继续执行，而是等待Thread0休眠结束释放了对象锁，Thread1才继续执行。
    当调用sleep()方法时，必须捕获异常或者向上层抛出异常。当线程休眠时间满时，并不一定会马上执行，因为此时有可能CPU正在执行其他的任务，所以调用了sleep()方法相当于线程进入了阻塞状态。

方法详解- public static void yield() 

package top.crosssoverjie.study.Thread;

public class Testyield {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread4 my = new MyThread4() ;
        my.start() ;
    }
}
class MyThread4 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        long open = System.currentTimeMillis();
        int count= 0 ;
        for(int i=0 ;i<1000000;i++){
            count= count+(i+1);
//            Thread.yield() ;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("用时："+(end-open)+"毫秒");
    }
}

输出结果:
用时：1毫秒
如果将 Thread.yield()注释取消掉，输出结果:
用时：116毫秒

  • 调用yield()方法是为了让当前线程交出CPU权限，让CPU去执行其他线程。它和sleep()方法类似同样是不会释放锁。但是yield()不能控制具体的交出CUP的时间。并且它只能让相同优先级的线程获得CPU执行时间的机会。
  • 调用yield()方法不会让线程进入阻塞状态，而是进入就绪状态，它只需要等待重新获取CPU的时间，这一点和sleep()方法是不一样的。

方法详解- public final void join()

在很多情况下我们需要在子线程中执行大量的耗时任务，但是我们主线程又必须得等待子线程执行完毕之后才能结束，这就需要用到 join()方法了。join()方法的作用是等待线程对象销毁，如果子线程执行了这个方法，那么主线程就要等待子线程执行完毕之后才会销毁，请看下面这个例子：

package top.crosssoverjie.study.Thread;

public class Testjoin {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new MyThread5("t1").start() ;
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if(i == 5){
                MyThread5 my =new MyThread5("t2") ;
                my.start() ;
                my.join() ;
            }
            System.out.println("main当前线程："+Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
    }
}
class MyThread5 extends Thread{
    
    public MyThread5(String name){
        super(name) ;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
    }
}

输出结果：

main当前线程：main 0
当前线程：t1 0
当前线程：t1 1
main当前线程：main 1
当前线程：t1 2
main当前线程：main 2
当前线程：t1 3
main当前线程：main 3
当前线程：t1 4
main当前线程：main 4
当前线程：t2 0
当前线程：t2 1
当前线程：t2 2
当前线程：t2 3
当前线程：t2 4
main当前线程：main 5
main当前线程：main 6
main当前线程：main 7
main当前线程：main 8
main当前线程：main 9

如果我们把join()方法注释掉之后：

main当前线程：main 0
当前线程：t1 0
main当前线程：main 1
当前线程：t1 1
main当前线程：main 2
当前线程：t1 2
main当前线程：main 3
当前线程：t1 3
main当前线程：main 4
当前线程：t1 4
main当前线程：main 5
main当前线程：main 6
main当前线程：main 7
main当前线程：main 8
main当前线程：main 9
当前线程：t2 0
当前线程：t2 1
当前线程：t2 2
当前线程：t2 3
当前线程：t2 4

由上我们可以得出以下结论：

  • 在使用了join()方法之后主线程会等待子线程结束之后才会结束。

方法详解- setDaemon(boolean on),getDaemon()

用来设置是否为守护线程和判断是否为守护线程。
notes：

  • 守护线程依赖于创建他的线程，而用户线程则不需要。如果在main()方法中创建了一个守护线程，那么当main方法执行完毕之后守护线程也会关闭。而用户线程则不会，在JVM中垃圾收集器的线程就是守护线程。

优雅的终止线程

有三种方法可以终止线程，如下：

  1. 使用退出标识，使线程正常的退出，也就是当run()方法完成后线程终止。
  2. 使用stop()方法强行关闭，这个方法现在已经被废弃，不推荐使用
  3. 使用interrupt()方法终止线程。

具体的实现代码我将在下一篇博文中将到。。

线程的优先级

在操作系统中线程是分优先级的，优先级高的线程CPU将会提供更多的资源，在java中我们可以通过setPriority(int newPriority)方法来更改线程的优先级。
在java中分为1~10这个十个优先级，设置不在这个范围内的优先级将会抛出IllegalArgumentException异常。
java中有三个预设好的优先级：

  • public final static int MIN_PRIORITY = 1;
  • public final static int NORM_PRIORITY = 5;
  • public final static int MAX_PRIORITY = 10;

参考

java多线程思维图

总结

以上就是我总结的java多线程基础知识，后续会补充线程关闭、线程状态、线程同步和有返回结果的多线程。

个人博客地址：http://crossoverjie.top。
GitHub地址：[https://github.com/crossoverJie]

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