Thread

時間  2019-11-26
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多線程做爲Java中很重要的一個知識點，在此仍是有必要總結一下的。多線程

一.線程的生命週期及五種基本狀態ide

關於Java中線程的生命週期，首先看一下下面這張較爲經典的圖：this

上圖中基本上囊括了Java中多線程各重要知識點。掌握了上圖中的各知識點，Java中的多線程也就基本上掌握了。主要包括：spa

Java線程具備五中基本狀態線程

新建狀態（New）：當線程對象對建立後，即進入了新建狀態，如：Thread t = new MyThread();code

就緒狀態（Runnable）：當調用線程對象的start()方法（t.start();），線程即進入就緒狀態。處於就緒狀態的線程，只是說明此線程已經作好了準備，隨時等待CPU調度執行，並非說執行了t.start()此線程當即就會執行；對象

運行狀態（Running）：當CPU開始調度處於就緒狀態的線程時，此時線程才得以真正執行，即進入到運行狀態。注：就     緒狀態是進入到運行狀態的惟一入口，也就是說，線程要想進入運行狀態執行，首先必須處於就緒狀態中；blog

阻塞狀態（Blocked）：處於運行狀態中的線程因爲某種緣由，暫時放棄對CPU的使用權，中止執行，此時進入阻塞狀態，直到其進入到就緒狀態，才 有機會再次被CPU調用以進入到運行狀態。根據阻塞產生的緣由不一樣，阻塞狀態又能夠分爲三種：繼承

1.等待阻塞：運行狀態中的線程執行wait()方法，使本線程進入到等待阻塞狀態；接口

2.同步阻塞 -- 線程在獲取synchronized同步鎖失敗(由於鎖被其它線程所佔用)，它會進入同步阻塞狀態；

3.其餘阻塞 -- 經過調用線程的sleep()或join()或發出了I/O請求時，線程會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程從新轉入就緒狀態。

死亡狀態（Dead）：線程執行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命週期。

 

二. Java多線程的建立及啓動

Java中線程的建立常見有如三種基本形式

1.繼承Thread類，重寫該類的run()方法。

複製代碼
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 1 class MyThread extends Thread {
 2     
 3     private int i = 0;
 4 
 5     @Override
 6     public void run() {
 7         for (i = 0; i < 100; i++) {
 8             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
 9         }
10     }
11 }
複製代碼
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 1 public class ThreadTest {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         for (int i = 0; i < 100; i++) {
 5             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
 6             if (i == 30) {
 7                 Thread myThread1 = new MyThread();     // 建立一個新的線程  myThread1  此線程進入新建狀態
 8                 Thread myThread2 = new MyThread();     // 建立一個新的線程 myThread2 此線程進入新建狀態
 9                 myThread1.start();                     // 調用start()方法使得線程進入就緒狀態
10                 myThread2.start();                     // 調用start()方法使得線程進入就緒狀態
11             }
12         }
13     }
14 }
複製代碼
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如上所示，繼承Thread類，經過重寫run()方法定義了一個新的線程類MyThread，其中run()方法的方法體表明瞭線程須要完成的任務，稱之爲線程執行體。當建立此線程類對象時一個新的線程得以建立，並進入到線程新建狀態。經過調用線程對象引用的start()方法，使得該線程進入到就緒狀態，此時此線程並不必定會立刻得以執行，這取決於CPU調度時機。

2.實現Runnable接口，並重寫該接口的run()方法，該run()方法一樣是線程執行體，建立Runnable實現類的實例，並以此實例做爲Thread類的target來建立Thread對象，該Thread對象纔是真正的線程對象。

複製代碼
複製代碼 
 1 class MyRunnable implements Runnable {
 2     private int i = 0;
 3 
 4     @Override
 5     public void run() {
 6         for (i = 0; i < 100; i++) {
 7             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
 8         }
 9     }
10 }
複製代碼
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 1 public class ThreadTest {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         for (int i = 0; i < 100; i++) {
 5             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
 6             if (i == 30) {
 7                 Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 建立一個Runnable實現類的對象
 8                 Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 將myRunnable做爲Thread target建立新的線程
 9                 Thread thread2 = new Thread(myRunnable);
10                 thread1.start(); // 調用start()方法使得線程進入就緒狀態
11                 thread2.start();
12             }
13         }
14     }
15 }
複製代碼
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相信以上兩種建立新線程的方式你們都很熟悉了，那麼Thread和Runnable之間究竟是什麼關係呢？咱們首先來看一下下面這個例子。

複製代碼
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 1 public class ThreadTest {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         for (int i = 0; i < 100; i++) {
 5             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
 6             if (i == 30) {
 7                 Runnable myRunnable = new MyRunnable();
 8                 Thread thread = new MyThread(myRunnable);
 9                 thread.start();
10             }
11         }
12     }
13 }
14 
15 class MyRunnable implements Runnable {
16     private int i = 0;
17 
18     @Override
19     public void run() {
20         System.out.println("in MyRunnable run");
21         for (i = 0; i < 100; i++) {
22             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
23         }
24     }
25 }
26 
27 class MyThread extends Thread {
28 
29     private int i = 0;
30     
31     public MyThread(Runnable runnable){
32         super(runnable);
33     }
34 
35     @Override
36     public void run() {
37         System.out.println("in MyThread run");
38         for (i = 0; i < 100; i++) {
39             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
40         }
41     }
42 }
複製代碼
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一樣的，與實現Runnable接口建立線程方式類似，不一樣的地方在於

1 Thread thread = new MyThread(myRunnable);

那麼這種方式能夠順利建立出一個新的線程麼？答案是確定的。至於此時的線程執行體究竟是MyRunnable接口中的run()方法仍是MyThread類中的run()方法呢？經過輸出咱們知道線程執行體是MyThread類中的run()方法。其實緣由很簡單，由於Thread類自己也是實現了Runnable接口，而run()方法最早是在Runnable接口中定義的方法。

1 public interface Runnable {
2    
3     public abstract void run();
4     
5 }

咱們看一下Thread類中對Runnable接口中run()方法的實現：

　　@Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }

也就是說，當執行到Thread類中的run()方法時，會首先判斷target是否存在，存在則執行target中的run()方法，也就是實現了Runnable接口並重寫了run()方法的類中的run()方法。可是上述給到的列子中，因爲多態的存在，根本就沒有執行到Thread類中的run()方法，而是直接先執行了運行時類型即MyThread類中的run()方法。

3.使用Callable和Future接口建立線程。具體是建立Callable接口的實現類，並實現clall()方法。並使用FutureTask類來包裝Callable實現類的對象，且以此FutureTask對象做爲Thread對象的target來建立線程。

 看着好像有點複雜，直接來看一個例子就清晰了。

複製代碼
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 1 public class ThreadTest {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4 
 5         Callable<Integer> myCallable = new MyCallable();    // 建立MyCallable對象
 6         FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask來包裝MyCallable對象
 7 
 8         for (int i = 0; i < 100; i++) {
 9             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
10             if (i == 30) {
11                 Thread thread = new Thread(ft);   //FutureTask對象做爲Thread對象的target建立新的線程
12                 thread.start();                      //線程進入到就緒狀態
13             }
14         }
15 
16         System.out.println("主線程for循環執行完畢..");
17         
18         try {
19             int sum = ft.get();            //取得新建立的新線程中的call()方法返回的結果
20             System.out.println("sum = " + sum);
21         } catch (InterruptedException e) {
22             e.printStackTrace();
23         } catch (ExecutionException e) {
24             e.printStackTrace();
25         }
26 
27     }
28 }
29 
30 
31 class MyCallable implements Callable<Integer> {
32     private int i = 0;
33 
34     // 與run()方法不一樣的是，call()方法具備返回值
35     @Override
36     public Integer call() {
37         int sum = 0;
38         for (; i < 100; i++) {
39             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
40             sum += i;
41         }
42         return sum;
43     }
44 
45 }
複製代碼
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首先，咱們發現，在實現Callable接口中，此時再也不是run()方法了，而是call()方法，此call()方法做爲線程執行體，同時還具備返回值！在建立新的線程時，是經過FutureTask來包裝MyCallable對象，同時做爲了Thread對象的target。那麼看下FutureTask類的定義：

1 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
2     
3     //....
4     
5 }
1 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
2     
3     void run();
4     
5 }

因而，咱們發現FutureTask類其實是同時實現了Runnable和Future接口，由此才使得其具備Future和Runnable雙重特性。經過Runnable特性，能夠做爲Thread對象的target，而Future特性，使得其能夠取得新建立線程中的call()方法的返回值。

執行下此程序，咱們發現sum = 4950永遠都是最後輸出的。而「主線程for循環執行完畢..」則極可能是在子線程循環中間輸出。由CPU的線程調度機制，咱們知道，「主線程for循環執行完畢..」的輸出時機是沒有任何問題的，那麼爲何sum =4950會永遠最後輸出呢？

緣由在於經過ft.get()方法獲取子線程call()方法的返回值時，當子線程此方法還未執行完畢，ft.get()方法會一直阻塞，直到call()方法執行完畢才能取到返回值。

上述主要講解了三種常見的線程建立方式，對於線程的啓動而言，都是調用線程對象的start()方法，須要特別注意的是：不能對同一線程對象兩次調用start()方法。

 

三. Java多線程的就緒、運行和死亡狀態

就緒狀態轉換爲運行狀態：當此線程獲得處理器資源；

運行狀態轉換爲就緒狀態：當此線程主動調用yield()方法或在運行過程當中失去處理器資源。

運行狀態轉換爲死亡狀態：當此線程線程執行體執行完畢或發生了異常。

此處須要特別注意的是：當調用線程的yield()方法時，線程從運行狀態轉換爲就緒狀態，但接下來CPU調度就緒狀態中的哪一個線程具備必定的隨機性，所以，可能會出現A線程調用了yield()方法後，接下來CPU仍然調度了A線程的狀況。

因爲實際的業務須要，經常會遇到須要在特定時機終止某一線程的運行，使其進入到死亡狀態。目前最通用的作法是設置一boolean型的變量，當條件知足時，使線程執行體快速執行完畢。如：

複製代碼
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 1 public class ThreadTest {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4 
 5         MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
 6         Thread thread = new Thread(myRunnable);
 7         
 8         for (int i = 0; i < 100; i++) {
 9             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
10             if (i == 30) {
11                 thread.start();
12             }
13             if(i == 40){
14                 myRunnable.stopThread();
15             }
16         }
17     }
18 }
19 
20 class MyRunnable implements Runnable {
21 
22     private boolean stop;
23 
24     @Override
25     public void run() {
26         for (int i = 0; i < 100 && !stop; i++) {
27             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
28         }
29     }
30 
31     public void stopThread() {
32         this.stop = true;
33     }
34 
35 }
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