Java多線程簡析

時間 2019-12-11

標籤 java 多線程欄目 Java 简体版

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一．線程的狀態：html

線程共有下面4種狀態：java

1.新建狀態（New）：數據庫

新建立了一個線程對象，當你用new建立一個線程時，該線程還沒有運行。安全

2.就緒狀態（Runnable）：多線程

線程對象建立後，其餘線程調用了該對象的start（）方法。該狀態的線程位於可運行線程池中，變得可運行，等待獲取CPU的使用權。spa

3.運行狀態（Running）：操作系統

就緒狀態的線程獲取了CPU，執行程序代碼。.net

4.阻塞狀態（Blocked）：線程

阻塞狀態是線程由於某種緣由放棄CPU使用權，暫時中止運行。直到線程進入就緒狀態，纔有機會轉到運行狀態。code

阻塞的狀況分三種：

a. 等待阻塞：運行的線程執行wait（）方法，JVM會把該線程放入等待池中。
b. 同步阻塞：運行的線程在獲取對象的同步鎖時，若該同步鎖被別的線程佔用，則JVM把該線程放入鎖。
c. 其餘阻塞：運行的線程執行sleep（）或join（）方法，或者發出了I/O請求時，JVM會把該線程置爲阻塞狀態。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。

5.死亡狀態（Dead）：

a. 因爲run方法的正常退出而天然死亡;
b. 沒有捕獲到的異常事件終止了run方法的執行，從而致使線程忽然死亡

以下圖：

線程的優先級：

每個Java線程都有一個優先級，這樣有助於操做系統肯定線程的調度順序。
Java線程的優先級是一個整數，其取值範圍是1（Thread.MIN_PRIORITY） - 10（Thread.MAX_PRIORITY）。
默認狀況下，每個線程都會分配一個優先級NORM_PRIORITY（5）。
具備較高優先級的線程對程序更重要，而且應該在低優先級的線程以前分配處理器資源。可是，線程優先級不能保證線程執行的順序，並且很是依賴於平臺。

若要肯定某個線程當前是否活着，可使用 isAlive方法。

若是該線程是可運行線程或者被中斷線程，那麼該方法返回true；若是該線程仍然是個新建線程，或者該線程是個死線程，那麼該方法返回false

線程在不一樣狀況下的狀態變化。

JAVA多線程實現方式：

一、繼承Thread類
二、實現Runnable接口
三、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多線程。

其中前兩種方式線程執行完後都沒有返回值，只有最後一種是帶返回值的。其中最經常使用的也是前兩種實現方式。

Runnable和Thread實現多線程的區別：

Runnable接口相比繼承Thread類有以下優點：

一、能夠避免因爲Java的單繼承特性而帶來的侷限；

二、加強程序的健壯性，代碼可以被多個線程共享，代碼與數據是獨立的；

三、適合多個相同程序代碼的線程區處理同一資源的狀況。

下面以典型的買票程序（基本都是以這個爲例子）爲例，來講明兩者的區別。

[java] view plain copy

print ?

<code class="hljs axapta has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">class MyThread extends Thread{ private int ticket = 5; public void run(){ for (int i=0;i<10;i++) { if(ticket > 0){ System.out.println("ticket = " + ticket--); } } } } public class ThreadDemo{ public static void main(String[] args){ new MyThread().start(); new MyThread().start(); new MyThread().start(); } </code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">17</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">18</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">19</li></ul><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">17</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">18</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">19</li></ul>

從結果中能夠看出，每一個線程單獨賣了5張票，即獨立地完成了買票的任務，但實際應用中，好比火車站售票，須要多個線程去共同完成任務，在本例中，即多個線程共同買5張票。

下面是經過實現Runnable接口實現的多線程程序，代碼以下：

[java] view plain copy

print ?

<code class="hljs axapta has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">class MyThread implements Runnable{ private int ticket = 5; public void run(){ for (int i=0;i<10;i++) { if(ticket > 0){ System.out.println("ticket = " + ticket--); } } } } public class RunnableDemo{ public static void main(String[] args){ MyThread my = new MyThread(); new Thread(my).start(); new Thread(my).start(); new Thread(my).start(); } } </code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">17</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">18</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">19</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">20</li></ul><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">17</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">18</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">19</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">20</li></ul>

從結果中能夠看出，三個線程一共賣了5張票，即它們共同完成了買票的任務，實現了資源的共享。

區別總結：

一、在第二種方法（Runnable）中，ticket輸出的順序並非54321，這是由於線程執行的時機難以預測，ticket–並非原子操做。

二、在第一種方法中，咱們new了3個Thread對象，即三個線程分別執行三個對象中的代碼，所以即是三個線程去獨立地完成賣票的任務；而在第二種方法中，咱們一樣也new了3個Thread對象，但只有一個Runnable對象，3個Thread對象共享這個Runnable對象中的代碼，所以，便會出現3個線程共同完成賣票任務的結果。若是咱們new出3個Runnable對象，做爲參數分別傳入3個Thread對象中，那麼3個線程便會獨立執行各自Runnable對象中的代碼，即3個線程各自賣5張票。

三、在第二種方法中，因爲3個Thread對象共同執行一個Runnable對象中的代碼，所以可能會形成線程的不安全，好比可能ticket會輸出-1（若是咱們System.out….語句前加上線程休眠操做，該狀況將頗有可能出現），這種狀況的出現是因爲，一個線程在判斷ticket爲1>0後，尚未來得及減1，另外一個線程已經將ticket減1，變爲了0，那麼接下來以前的線程再將ticket減1，便獲得了-1。這就須要加入同步操做（即互斥鎖），確保同一時刻只有一個線程在執行每次for循環中的操做。而在第一種方法中，並不須要加入同步操做，由於每一個線程執行本身Thread對象中的代碼，不存在多個線程共同執行同一個方法的狀況。

介紹完以上幾個實例，咱們下面對sleep（）、wait（）、yeid（）、join（）幾個方法進行下區別總結

sleep方法與wait方法的區別：

1.sleep方法是靜態方法，wait方法是非靜態方法。
2.sleep方法在時間到後會本身「醒來」，但wait不能，必須由其它線程經過notify（All）方法讓它「醒來」。
3.sleep方法一般用在不須要等待資源狀況下的阻塞，像等待線程、數據庫鏈接的狀況通常用wait。

sleep/wait與yeld方法的區別：

調用sleep或wait方法後，線程即進入block狀態，而調用yeld方法後，線程進入runnable狀態。

wait與join方法的區別：

1.wait方法體現了線程之間的互斥關係，而join方法體現了線程之間的同步關係。 2.wait方法必須由其它線程來解鎖，而join方法不須要，只要被等待線程執行完畢，當前線程自動變爲就緒。 3.join方法的一個用途就是讓子線程在完成業務邏輯執行以前，主線程一直等待直到全部子線程執行完畢。