實(shí)例代碼講解JAVA多線程
進(jìn)程與線程
進(jìn)程是程序的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程，它需要經(jīng)歷從代碼加載，代碼執(zhí)行到執(zhí)行完畢的一個(gè)完整的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程也是進(jìn)程本身從產(chǎn)生，發(fā)展到最終消亡的過(guò)程。多進(jìn)程操作系統(tǒng)能同時(shí)達(dá)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程（程序），由于 CPU 具備分時(shí)機(jī)制，所以每個(gè)進(jìn)程都能循環(huán)獲得自己的CPU 時(shí)間片。由于 CPU 執(zhí)行速度非?？?，使得所有程序好像是在同時(shí)運(yùn)行一樣。
多線程是實(shí)現(xiàn)并發(fā)機(jī)制的一種有效手段。進(jìn)程和線程一樣，都是實(shí)現(xiàn)并發(fā)的一個(gè)基本單位。線程是比進(jìn)程更小的執(zhí)行單位，線程是進(jìn)程的基礎(chǔ)之上進(jìn)行進(jìn)一步的劃分。所謂多線程是指一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中可以產(chǎn)生多個(gè)更小的程序單元，這些更小的單元稱(chēng)為線程，這些線程可以同時(shí)存在，同時(shí)運(yùn)行，一個(gè)進(jìn)程可能包含多個(gè)同時(shí)執(zhí)行的線程。進(jìn)程與線程的區(qū)別如圖所示：
Java中線程實(shí)現(xiàn)的方式
在 Java 中實(shí)現(xiàn)多線程有兩種手段，一種是繼承 Thread 類(lèi)，另一種就是實(shí)現(xiàn) Runnable 接口。下面我們就分別來(lái)介紹這兩種方式的使用。
實(shí)現(xiàn) Runnable 接口
package ljz;
class MyThread implements Runnable{ // 實(shí)現(xiàn)Runnable接口，作為線程的實(shí)現(xiàn)類(lèi)
private String name ; // 表示線程的名稱(chēng)
public MyThread(String name){
this.name = name ; // 通過(guò)構(gòu)造方法配置name屬性
}
public void run(){ // 覆寫(xiě)run()方法，作為線程 的操作主體
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(name + "運(yùn)行，i = " + i) ;
}
}
};
public class RunnableDemo01{
public static void main(String args[]){
MyThread mt1 = new MyThread("線程A ") ; // 實(shí)例化對(duì)象
MyThread mt2 = new MyThread("線程B ") ; // 實(shí)例化對(duì)象
Thread t1 = new Thread(mt1) ; // 實(shí)例化Thread類(lèi)對(duì)象
Thread t2 = new Thread(mt2) ; // 實(shí)例化Thread類(lèi)對(duì)象
t1.start() ; // 啟動(dòng)多線程
t2.start() ; // 啟動(dòng)多線程
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果：
繼承 Thread 類(lèi)
class MyThread extends Thread{ // 繼承Thread類(lèi)，作為線程的實(shí)現(xiàn)類(lèi)
private String name ; // 表示線程的名稱(chēng)
public MyThread(String name){
this.name = name ; // 通過(guò)構(gòu)造方法配置name屬性
}
public void run(){ // 覆寫(xiě)run()方法，作為線程 的操作主體
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(name + "運(yùn)行，i = " + i) ;
}
}
};
public class ThreadDemo02{
public static void main(String args[]){
MyThread mt1 = new MyThread("線程A ") ; // 實(shí)例化對(duì)象
MyThread mt2 = new MyThread("線程B ") ; // 實(shí)例化對(duì)象
mt1.start() ; // 調(diào)用線程主體
mt2.start() ; // 調(diào)用線程主體
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果:
從程序可以看出，現(xiàn)在的兩個(gè)線程對(duì)象是交錯(cuò)運(yùn)行的，哪個(gè)線程對(duì)象搶到了 CPU 資源，哪個(gè)線程就可以運(yùn)行，所以程序每次的運(yùn)行結(jié)果肯定是不一樣的，在線程啟動(dòng)雖然調(diào)用的是 start() 方法，但實(shí)際上調(diào)用的卻是 run() 方法定義的主體。
Thread 類(lèi)和 Runnable 接口
通過(guò) Thread 類(lèi)和 Runable 接口都可以實(shí)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(lèi)的定義。
public class Thread extends Object implements Runnable
從 Thread 類(lèi)的定義可以清楚的發(fā)現(xiàn)，Thread 類(lèi)也是 Runnable 接口的子類(lèi)，但在Thread類(lèi)中并沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn) Runnable 接口中的 run() 方法，下面是 Thread 類(lèi)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(lèi)中的 run() 方法調(diào)用的是 Runnable 接口中的 run() 方法，也就是說(shuō)此方法是由 Runnable 子類(lèi)完成的，所以如果要通過(guò)繼承 Thread 類(lèi)實(shí)現(xiàn)多線程，則必須覆寫(xiě) run()。
實(shí)際上 Thread 類(lèi)和 Runnable 接口之間在使用上也是有區(qū)別的，如果一個(gè)類(lèi)繼承 Thread類(lèi)，則不適合于多個(gè)線程共享資源，而實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口，就可以方便的實(shí)現(xiàn)資源的共享。
線程的狀態(tài)變化
要想實(shí)現(xiàn)多線程，必須在主線程中創(chuàng)建新的線程對(duì)象。任何線程一般具有5種狀態(tài)，即創(chuàng)建，就緒，運(yùn)行，阻塞，終止。下面分別介紹一下這幾種狀態(tài)：
1 創(chuàng)建狀態(tài)
在程序中用構(gòu)造方法創(chuàng)建了一個(gè)線程對(duì)象后，新的線程對(duì)象便處于新建狀態(tài)，此時(shí)它已經(jīng)有了相應(yīng)的內(nèi)存空間和其他資源，但還處于不可運(yùn)行狀態(tài)。新建一個(gè)線程對(duì)象可采用Thread 類(lèi)的構(gòu)造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如 “Thread thread=new Thread()”。
2 就緒狀態(tài)
新建線程對(duì)象后，調(diào)用該線程的 start() 方法就可以啟動(dòng)線程。當(dāng)線程啟動(dòng)時(shí)，線程進(jìn)入就緒狀態(tài)。此時(shí)，線程將進(jìn)入線程隊(duì)列排隊(duì)，等待 CPU 服務(wù)，這表明它已經(jīng)具備了運(yùn)行條件。
3 運(yùn)行狀態(tài)
當(dāng)就緒狀態(tài)被調(diào)用并獲得處理器資源時(shí)，線程就進(jìn)入了運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，自動(dòng)調(diào)用該線程對(duì)象的 run() 方法。run() 方法定義該線程的操作和功能。
4 阻塞狀態(tài)
一個(gè)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(shí)的輸入/輸出操作，會(huì)讓 CPU 暫時(shí)中止自己的執(zhí)行，進(jìn)入阻塞狀態(tài)。在可執(zhí)行狀態(tài)下，如果調(diào)用sleep(),suspend(),wait() 等方法，線程都將進(jìn)入阻塞狀態(tài)，發(fā)生阻塞時(shí)線程不能進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列，只有當(dāng)引起阻塞的原因被消除后，線程才可以轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。
5 死亡狀態(tài)
線程調(diào)用 stop() 方法時(shí)或 run() 方法執(zhí)行結(jié)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(yùn)行的能力。
在此提出一個(gè)問(wèn)題，Java 程序每次運(yùn)行至少啟動(dòng)幾個(gè)線程？
回答：至少啟動(dòng)兩個(gè)線程，每當(dāng)使用 Java 命令執(zhí)行一個(gè)類(lèi)時(shí)，實(shí)際上都會(huì)啟動(dòng)一個(gè) JVM，每一個(gè)JVM實(shí)際上就是在操作系統(tǒng)中啟動(dòng)一個(gè)線程，Java 本身具備了垃圾的收集機(jī)制。所以在 Java 運(yùn)行時(shí)至少會(huì)啟動(dòng)兩個(gè)線程，一個(gè)是 main 線程，另外一個(gè)是垃圾收集線程。
取得和設(shè)置線程的名稱(chēng)
class MyThread implements Runnable{ //實(shí)現(xiàn)Runnable接口
public void run(){
for(int i=0;i<3;i++){
System.Out.Println(Thread.currentThread().getName()+"運(yùn)行, i="+i); //取得當(dāng)前線程的名稱(chēng)
}
}
};
public class ThreadDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread my=new MyThread(); //定義Runnable子類(lèi)對(duì)象
new Thread(my).start; //系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置線程名稱(chēng)
new Thread(my,"線程A").start(); //手工設(shè)置線程名稱(chēng)
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果:
線程的操作方法
剛才在分析自定義模式工作原理的時(shí)候其實(shí)就已經(jīng)提到了，如果想要更改Glide的默認(rèn)配
線程的強(qiáng)制運(yùn)行
在線程操作中，可以使用 join() 方法讓一個(gè)線程強(qiáng)制運(yùn)行，線程強(qiáng)制運(yùn)行期間，其他線程無(wú)法運(yùn)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(shí)現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫(xiě)run()方法
for(int i=0;i<50;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "運(yùn)行，i = " + i) ; // 取得當(dāng)前線程的名字
}
}
};
public class ThreadJoinDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實(shí)例化Runnable子類(lèi)對(duì)象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實(shí)例化Thread對(duì)象
t.start() ; // 啟動(dòng)線程
for(int i=0;i<50;i++){
if(i>10){
try{
t.join() ; // 線程強(qiáng)制運(yùn)行
}catch(InterruptedException e){
}
}
System.out.println("Main線程運(yùn)行 --> " + i) ;
}
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果：
線程的休眠
在程序中允許一個(gè)線程進(jìn)行暫時(shí)的休眠，直接使用 Thread.sleep() 即可實(shí)現(xiàn)休眠。
class MyThread implements Runnable{ // 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫(xiě)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(yùn)行，i = " + i) ; // 取得當(dāng)前線程的名字
}
}
};
public class ThreadSleepDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實(shí)例化Runnable子類(lèi)對(duì)象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實(shí)例化Thread對(duì)象
t.start() ; // 啟動(dòng)線程
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果:
中斷線程
當(dāng)一個(gè)線程運(yùn)行時(shí)，另外一個(gè)線程可以直接通過(guò)interrupt()方法中斷其運(yùn)行狀態(tài)。
class MyThread implements Runnable{ // 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫(xiě)run()方法
System.out.println("1、進(jìn)入run()方法") ;
try{
Thread.sleep(10000) ; // 線程休眠10秒
System.out.println("2、已經(jīng)完成了休眠") ;
}catch(InterruptedException e){
System.out.println("3、休眠被終止") ;
return ; // 返回調(diào)用處
}
System.out.println("4、run()方法正常結(jié)束") ;
}
};
public class ThreadInterruptDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實(shí)例化Runnable子類(lèi)對(duì)象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實(shí)例化Thread對(duì)象
t.start() ; // 啟動(dòng)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(yùn)行結(jié)果:
后臺(tái)線程
在 Java 程序中，只要前臺(tái)有一個(gè)線程在運(yùn)行，則整個(gè) Java 進(jìn)程都不會(huì)消失，所以此時(shí)可以設(shè)置一個(gè)后臺(tái)線程，這樣即使 Java 線程結(jié)束了，此后臺(tái)線程依然會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，要想實(shí)現(xiàn)這樣的操作，直接使用 setDaemon() 方法即可。
class MyThread implements Runnable{ // 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫(xiě)run()方法
while(true){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在運(yùn)行。") ;
}
}
};
public class ThreadDaemonDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 實(shí)例化Runnable子類(lèi)對(duì)象
Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實(shí)例化Thread對(duì)象
t.setDaemon(true) ; // 此線程在后臺(tái)運(yùn)行
t.start() ; // 啟動(dòng)線程
}
};
在線程類(lèi) 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?yàn)榉椒ㄖ兴姥h(huán)的線程操作已經(jīng)設(shè)置成后臺(tái)運(yùn)行。
線程的優(yōu)先級(jí)
在 Java 的線程操作中，所有的線程在運(yùn)行前都會(huì)保持在就緒狀態(tài)，那么此時(shí)，哪個(gè)線程的優(yōu)先級(jí)高，哪個(gè)線程就有可能會(huì)先被執(zhí)行。
class MyThread implements Runnable{ // 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫(xiě)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(yùn)行，i = " + i) ; // 取得當(dāng)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(shí)例化線程對(duì)象
Thread t2 = new Thread(new MyThread(),"線程B") ; // 實(shí)例化線程對(duì)象
Thread t3 = new Thread(new MyThread(),"線程C") ; // 實(shí)例化線程對(duì)象
t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級(jí)最低
t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級(jí)最高
t3.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級(jí)最中等
t1.start() ; // 啟動(dòng)線程
t2.start() ; // 啟動(dòng)線程
t3.start() ; // 啟動(dòng)線程
}
};
從程序的運(yùn)行結(jié)果中可以觀察到，線程將根據(jù)其優(yōu)先級(jí)的大小來(lái)決定哪個(gè)線程會(huì)先運(yùn)行，但是需要注意并非優(yōu)先級(jí)越高就一定會(huì)先執(zhí)行，哪個(gè)線程先執(zhí)行將由 CPU 的調(diào)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(gè)線程的操作暫時(shí)讓給其他線程執(zhí)行
class MyThread implements Runnable{ // 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
public void run(){ // 覆寫(xiě)run()方法
for(int i=0;i<5;i++){
try{
Thread.sleep(500) ;
}catch(Exception e){
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "運(yùn)行，i = " + i) ; // 取得當(dāng)前線程的名字
if(i==2){
System.out.print("線程禮讓?zhuān)?) ;
Thread.currentThread().yield() ; // 線程禮讓
}
}
}
};
public class ThreadYieldDemo{
public static void main(String args[]){
MyThread my = new MyThread() ; // 實(shí)例化MyThread對(duì)象
Thread t1 = new Thread(my,"線程A") ;
Thread t2 = new Thread(my,"線程B") ;
t1.start() ;
t2.start() ;
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果
同步以及死鎖
一個(gè)多線程的程序如果是通過(guò) Runnable 接口實(shí)現(xiàn)的，則意味著類(lèi)中的屬性被多個(gè)線程共享，那么這樣就會(huì)造成一種問(wèn)題，如果這多個(gè)線程要操作同一個(gè)資源時(shí)就有可能出現(xiàn)資源同步問(wèn)題。
解決方法：
同步代碼塊
synchronized(同步對(duì)象)｛ 需要同步的代碼 ｝
class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5 ; // 假設(shè)一共有5張票
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
synchronized(this){ // 要對(duì)當(dāng)前對(duì)象進(jìn)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(mài)票：ticket = " + ticket-- );
}
}
}
}
};
public class SyncDemo02{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 定義線程對(duì)象
Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對(duì)象
Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對(duì)象
Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對(duì)象
t1.start() ;
t2.start() ;
t3.start() ;
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果:
同步方法
除了可以將需要的代碼設(shè)置成同步代碼塊外，也可以使用 synchronized 關(guān)鍵字將一個(gè)方法聲明為同步方法。
synchronized 方法返回值 方法名稱(chēng)（參數(shù)列表）｛ ｝
class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5 ; // 假設(shè)一共有5張票
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
this.sale() ; // 調(diào)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(mài)票：ticket = " + ticket-- );
}
}
};
public class SyncDemo03{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 定義線程對(duì)象
Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對(duì)象
Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對(duì)象
Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對(duì)象
t1.start() ;
t2.start() ;
t3.start() ;
}
};
程序運(yùn)行結(jié)果
從程序運(yùn)行的結(jié)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(guò)多同步也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。例如，現(xiàn)在張三想要李四的畫(huà)，李四想要張三的書(shū)，張三對(duì)李四說(shuō)“把你的畫(huà)給我，我就給你書(shū)”，李四也對(duì)張三說(shuō)“把你的書(shū)給我，我就給你畫(huà)”兩個(gè)人互相等對(duì)方先行動(dòng)，就這么干等沒(méi)有結(jié)果，這實(shí)際上就是死鎖的概念。
所謂死鎖，就是兩個(gè)線程都在等待對(duì)方先完成，造成程序的停滯，一般程序的死鎖都是在程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的。
下面以一個(gè)簡(jiǎn)單范例說(shuō)明這個(gè)概念
class Zhangsan{ // 定義張三類(lèi)
public void say(){
System.out.println("張三對(duì)李四說(shuō)：“你給我畫(huà)，我就把書(shū)給你。”") ;
}
public void get(){
System.out.println("張三得到畫(huà)了。") ;
}
};
class Lisi{ // 定義李四類(lèi)
public void say(){
System.out.println("李四對(duì)張三說(shuō)：“你給我書(shū)，我就把畫(huà)給你”") ;
}
public void get(){
System.out.println("李四得到書(shū)了。") ;
}
};
public class ThreadDeadLock implements Runnable{
private static Zhangsan zs = new Zhangsan() ; // 實(shí)例化static型對(duì)象
private static Lisi ls = new Lisi() ; // 實(shí)例化static型對(duì)象
private boolean flag = false ; // 聲明標(biāo)志位，判斷那個(gè)先說(shuō)話
public void run(){ // 覆寫(xiě)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(yùn)行結(jié)果
以下代碼不再執(zhí)行，程序進(jìn)入死鎖狀態(tài)。
總結(jié)
至此關(guān)于多線程一些基本操作就介紹完了，鑒于筆者經(jīng)驗(yàn)有限，如果有什么不足和缺漏的地方，歡迎相互交流學(xué)習(xí)，感謝大家！
以上就是實(shí)例代碼講解JAVA多線程的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于JAVA多線程的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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