Java 多线程编程Java 给多线程编程提供了内置的支持。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流一个进程中可以并发多个线程每条线程并行执行不同的任务。多线程是多任务的一种特别的形式但多线程使用了更小的资源开销。这里定义和线程相关的另一个术语 - 进程一个进程包括由操作系统分配的内存空间包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在它必须是进程的一部分。一个进程一直运行直到所有的非守护线程都结束运行后才能结束。多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。一个线程的生命周期线程是一个动态执行的过程它也有一个从产生到死亡的过程。下图显示了一个线程完整的生命周期。新建状态:使用new关键字和Thread类或其子类建立一个线程对象后该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序start()这个线程。就绪状态:当线程对象调用了start()方法之后该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中要等待JVM里线程调度器的调度。运行状态:如果就绪状态的线程获取 CPU 资源就可以执行run()此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。阻塞状态:如果一个线程执行了sleep睡眠、suspend挂起等方法失去所占用资源之后该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种等待阻塞运行状态中的线程执行 wait() 方法使线程进入到等待阻塞状态。同步阻塞线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。其他阻塞通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时join() 等待线程终止或超时或者 I/O 处理完毕线程重新转入就绪状态。死亡状态:一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时该线程就切换到终止状态。线程的优先级每一个 Java 线程都有一个优先级这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。Java 线程的优先级是一个整数其取值范围是 1 Thread.MIN_PRIORITY - 10 Thread.MAX_PRIORITY 。默认情况下每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY(5)。具有较高优先级的线程对程序更重要并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是线程优先级不能保证线程执行的顺序而且非常依赖于平台。创建一个线程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 接口来创建线程创建一个线程最简单的方法是创建一个实现 Runnable 接口的类。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示例化一个线程对象。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 接口的类的示例并且 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();下面是一个创建线程并开始让它执行的示例示例class RunnableDemo implements Runnable { private Thread t; 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); // 让线程睡眠一会 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 TestThread { public static void main(String args[]) { RunnableDemo R1 new RunnableDemo( Thread-1); R1.start(); RunnableDemo R2 new RunnableDemo( Thread-2); R2.start(); } }编译以上程序运行结果如下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-1, 3 Thread: Thread-2, 3 Thread: Thread-1, 2 Thread: Thread-2, 2 Thread: Thread-1, 1 Thread: Thread-2, 1 Thread Thread-1 exiting. Thread Thread-2 exiting.通过继承Thread来创建线程创建一个线程的第二种方法是创建一个新的类该类继承 Thread 类然后创建一个该类的示例。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 接口的一个示例。示例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); // 让线程睡眠一会 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 TestThread { public static void main(String args[]) { ThreadDemo T1 new ThreadDemo( Thread-1); T1.start(); ThreadDemo T2 new ThreadDemo( Thread-2); T2.start(); } }编译以上程序运行结果如下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-1, 3 Thread: Thread-2, 3 Thread: Thread-1, 2 Thread: Thread-2, 2 Thread: Thread-1, 1 Thread: Thread-2, 1 Thread Thread-1 exiting. Thread Thread-2 exiting.Thread 方法下表列出了Thread类的一些重要方法序号方法描述1public void start()使该线程开始执行**Java** 虚拟机调用该线程的 run 方法。2public void run()如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的则调用该 Runnable 对象的 run 方法否则该方法不执行任何操作并返回。3public final void setName(String name)改变线程名称使之与参数 name 相同。4public final void setPriority(int priority)更改线程的优先级。5public final void setDaemon(boolean on)将该线程标记为守护线程或用户线程。6public final void join(long millisec)等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。7public void interrupt()中断线程。8public final boolean isAlive()测试线程是否处于活动状态。测试线程是否处于活动状态。 上述方法是被Thread对象调用的。下面的方法是Thread类的静态方法。序号方法描述1public static void yield()暂停当前正在执行的线程对象并执行其他线程。2public static void sleep(long millisec)在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠暂停执行此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。3public static boolean holdsLock(Object x)当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时才返回 true。4public static Thread currentThread()返回对当前正在执行的线程对象的引用。5public static void dumpStack()将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。在线示例如下的ThreadClassDemo 程序演示了Thread类的一些方法DisplayMessage.java 文件代码// 文件名 : DisplayMessage.java // 通过实现 Runnable 接口创建线程 public class DisplayMessage implements Runnable { private String message; public DisplayMessage(String message) { this.message message; } public void run() { while(true) { System.out.println(message); } } }GuessANumber.java 文件代码// 文件名 : GuessANumber.java // 通过继承 Thread 类创建线程 public class GuessANumber extends Thread { private int number; public GuessANumber(int number) { this.number number; } public void run() { int counter 0; int guess 0; do { guess (int) (Math.random() * 100 1); System.out.println(this.getName() guesses guess); counter; } while(guess ! number); System.out.println(** Correct! this.getName() in counter guesses.**); } }ThreadClassDemo.java 文件代码// 文件名 : ThreadClassDemo.java public class ThreadClassDemo { public static void main(String [] args) { Runnable hello new DisplayMessage(Hello); Thread thread1 new Thread(hello); thread1.setDaemon(true); thread1.setName(hello); System.out.println(Starting hello thread...); thread1.start(); Runnable bye new DisplayMessage(Goodbye); Thread thread2 new Thread(bye); thread2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); thread2.setDaemon(true); System.out.println(Starting goodbye thread...); thread2.start(); System.out.println(Starting thread3...); Thread thread3 new GuessANumber(27); thread3.start(); try { thread3.join(); }catch(InterruptedException e) { System.out.println(Thread interrupted.); } System.out.println(Starting thread4...); Thread thread4 new GuessANumber(75); thread4.start(); System.out.println(main() is ending...); } }运行结果如下每一次运行的结果都不一样。Starting hello thread... Starting goodbye thread... Hello Hello Hello Hello Hello Hello Goodbye Goodbye Goodbye Goodbye Goodbye .......通过 Callable 和 Future 创建线程创建 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。创建 Callable 实现类的示例使用 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。使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。示例public class CallableThreadTest implements CallableInteger { public static void main(String[] args) { CallableThreadTest ctt new CallableThreadTest(); FutureTaskInteger 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(i20) { 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(;i100;i) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() i); } return i; } }创建线程的三种方式的对比采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创建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。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。线程的几个主要概念在多线程编程时你需要了解以下几个概念线程同步线程间通信线程死锁线程控制挂起、停止和恢复多线程的使用有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如程序中有两个子系统需要并发执行这时候就需要利用多线程编程。通过对多线程的使用可以编写出非常高效的程序。不过请注意如果你创建太多的线程程序执行的效率实际上是降低了而不是提升了。请记住上下文的切换开销也很重要如果你创建了太多的线程CPU 花费在上下文的切换的时间将多于执行程序的时间 福利时间如果你正在备战面试或者想要学习其他知识给大家推荐一个宝藏知识库作者整理了一些列 Java 程序员需要掌握的核心知识有需要的自取不谢。知识库地址https://farerboy.com/