Java 多線程入門

進程與線程

在學習Java多線程以前，先簡單複習一下進程與線程的知識。

進程：進程是系統進行資源分配和調度的基本單位，能夠將進程理解爲一個正在執行的程序，好比一款遊戲。

線程：線程是程序執行的最小單位，一個進程可由一個或多個線程組成，在一款運行的遊戲中一般會有界面

　　　更新線程、遊戲邏輯線程等，線程切換的開銷遠小於進程切換的開銷。

 

 

　　　　　　　　　　　　　　     圖1

在圖1中，藍色框表示進程，黃色框表示線程。進程擁有代碼、數據等資源，這些資源是共享的，3個線程均可

以訪問，同時每一個線程又擁有私有的棧空間。

Java線程狀態圖

 

 線程的五種狀態：

　　1）新建狀態（New）：線程對象實例化後就進入了新建狀態。

　　2）就緒狀態（Runnable）：線程對象實例化後，其餘線程調用了該對象的start()方法，虛擬機便會啓

　　　  動該線程，處於就緒狀態的線程隨時可能被調度執行。

　　3）運行狀態（Running）：線程得到了時間片，開始執行。只能從就緒狀態進入運行狀態。

　　4）阻塞狀態（Blocked）：線程由於某個緣由暫停執行，並讓出CPU的使用權後便進入了阻塞狀態。

　　　　等待阻塞：調用運行線程的wait()方法，虛擬機會把該線程放入等待池。

　　　　同步阻塞：運行線程獲取對象的同步鎖時，該鎖已被其餘線程得到，虛擬機會把該線程放入鎖定池。

　　　　其餘線程：調用運行線程的sleep()方法或join()方法，或線程發出I/O請求時，進入阻塞狀態。

　　5）結束狀態（Dead）：線程正常執行完或異常退出時，進入告終束狀態。

Java線程實現

Java語言提供了兩種實現線程的方式：

1）經過繼承Thread類實現線程

public class ThreadTest { public static void main(String[] args){ Thread thread = new MyThread(); //建立線程 thread.start();　　//啓動線程 } }
//繼承Thread類 class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { int count = 7; while(count>0){ System.out.println(count); try { Thread.sleep(1000);　　 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } count--; } } }

2）經過實現Runnable接口實現線程

public class ThreadTest { public static void main(String[] args){ Runnable runnable = new MyThread();
　　　　　//將Runnable對象傳遞給Thread構造器 Thread thread = new Thread(runnable); thread.start(); } }
//實現了Runnable接口 class MyThread implements Runnable{ @Override public void run() { int count = 7; while(count>0){ System.out.println(count); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } count--; } } }

兩種方式都覆寫了run()方法，run()方法內定義了線程的執行內容，咱們只能經過線程的start()方法來

啓動線程，且start()方法只能調用一次，當線程進入執行狀態時，虛擬機會回調線程的run()方法。直

接調用線程的run()方法，並不會啓動線程，只會像普通方法一樣去執行。

其實，Thread類自己也實現了Runnable接口。這兩種方式均可以實現線程，但Java語言只支持單繼

承，若是擴展了Thread類就沒法再擴展其餘類，遠沒有實現接口靈活。

線程經常使用方法

1）Thread類

　　Thread()：用於構造一個新的Thread。

　　Thread(Runnable target)：用於構造一個新的Thread，該線程使用了指定target的run方法。

　　Thread(ThreadGroup group,Runnable target)：用於在指定的線程組中構造一個新的Thread，該

　　線程使用了指定target的run方法。

　　currentThread()：得到當前運行線程的對象引用。

　　interrupt()：將當前線程置爲中斷狀態。

　　sleep(long millis)：使當前運行的線程進入睡眠狀態，睡眠時間至少爲指定毫秒數。

　　join()：等待這個線程結束，即在一個線程中調用other.join()，將等待other線程結束後才繼續本線程。

　　yield()：當前執行的線程讓出CPU的使用權，從運行狀態進入就緒狀態，讓其餘就緒線程執行。

2）Object類

　　wait()：讓當前線程進入等待阻塞狀態，直到其餘線程調用了此對象的notify()或notifyAll()方法後，當

　　前線程才被喚醒進入就緒狀態。

　　notify()：喚醒在此對象監控器上等待的單個線程。

　　notifyAll()：喚醒在此對象監控器上等待的因此線程。

       注：wait()、notify()、notifyAll()都依賴於同步鎖，而同步鎖是對象持有的，且每一個對象只有一個，因此

　　　 這些方法定義在Object類中，而不是Thread類中。

3）yield()、sleep()、wait()比較

　　　wait()：讓線程從運行狀態進入等待阻塞狀態，而且會釋放它所持有的同步鎖。

　　　yield()：讓線程從運行狀態進入就緒狀態，不會釋放它鎖持有的同步鎖。

　　　sleep()：讓線程從運行狀態進入阻塞狀態，不會釋放它鎖持有的同步鎖。

線程同步

先看一個多線程模擬賣票的例子，總票數7張，兩個線程同時賣票：

public class ThreadTest{ public static void main(String[] args){ Runnable r = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(r); Thread t2 = new Thread(r); t1.start(); t2.start(); } } class MyThread implements Runnable{ private int tickets = 7;   //票數
 @Override public void run(){ while(tickets>0){ System.out.println("tickets:"+tickets); tickets--; try{ Thread.sleep(100); }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } } }

 運行結果：

運行結果不符合咱們的預期，由於兩個線程使用共享變量tickets，存在着因爲交叉操做而破壞數據的可能性，

這種潛在的干擾被稱做臨界區，經過同步對臨界區的訪問能夠避免這種干擾。

在Java語言中，每一個對象都有與之關聯的同步鎖，而且能夠經過使用synchronized方法或語句來獲取或釋放

這個鎖。在多線程協做時，若是涉及到對共享對象的訪問，在訪問對象以前，線程必須獲取到該對象的同步

鎖，獲取到同步鎖後能夠阻止其餘線程得到這個鎖，直到持有鎖的線程釋放掉鎖爲止。

public class ThreadTest{ public static void main(String[] args){ Runnable r = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(r); Thread t2 = new Thread(r); t1.start(); t2.start(); } } class MyThread implements Runnable{ private int tickets = 7; @Override public void run(){ while(tickets>0){ synchronized(this){ //獲取當前對象的同步鎖 if(tickets>0){ System.out.println("tickets:"+tickets); tickets--; try{ Thread.sleep(100); }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } } } } }

運行結果：

synchronized用法：

1）synchronized方法：若是一個線程要在某個對象上調用synchronized方法，那麼它必須先獲取這個對象的

鎖，而後執行方法體，最後釋放這個對象上的鎖，而與此同時，在同一個對象上調用synchronized方法的其餘

線程將阻塞，直到這個對象的鎖被釋放爲止。

public synchronized void show(){ System.out.println("hello world"); }

2）synchronized靜態方法：靜態方法也能夠被聲明爲synchronized的，每一個類都有與之相關聯的Class對象，

而靜態同步方法獲取的就是它所屬類的Class對象上的鎖，兩個線程不能同時執行同一個類的靜態同步方法，如

果靜態數據是在線程之間共享的，那麼對它的訪問就必須利用靜態同步方法來進行保護。

3）synchronized語句：靜態語句可使咱們獲取任何對象上的鎖而不單單是當前對象上的鎖，也可以讓咱們定

義比方法還要小的同步代碼區，這樣可讓線程持有鎖的時間儘量短，從而提升性能。

private final Object lock = new Object(); public void show(){ synchronized(lock){ System.out.println("hello world"); } }