Java线程

线程路程的关系

“线程和进程的关系：每个进程都有相应的线程，在执行程序时，实际上是执行相应的一系列线程。进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位。”

概述

新建(NEW)：新创建了一个线程对象。

可运行(RUNNABLE)：线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取cpu 的使用权 。

运行(RUNNING)：可运行状态(runnable)的线程获得了cpu 时间片（timeslice） ，执行程序代码。

阻塞(BLOCKED)：阻塞状态是指线程因为某种原因放弃了cpu 使用权，也即让出了cpu timeslice，暂时停止运行。直到线程进入可运行(runnable)状态，才有机会再次获得cpu timeslice 转到运行(running)状态。阻塞的情况分三种：

死亡(DEAD)：线程run()、main() 方法执行结束，或者因异常退出了run()方法，则该线程结束生命周期。死亡的线程不可再次复生

实现方式

在java中可有两种方式实现多线程，一种是继承Thread类，一种是实现Runnable接口 。

线程启动的方式是调用start方法，start方法会调用run方法。

Runnable

Runnable是一个接口，里面就只有run方法。

public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

使用案例

public class MyRunnable implements  Runnable{
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("重写了runable");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        Runnable myRunnable0 = new MyRunnable();
        Thread thread0 = new Thread(myRunnable0);
        Thread thread1 = new Thread(myRunnable0);
        //Runnable myRunnable1 = new MyRunnable();
        //Thread thread1 = new Thread(myRunnable1);
        thread0.start();
        //thread1.start();
    }
}

Thread

概念

hread类是在java.lang包中定义的。一个类只要继承了Thread类同时覆写了本类中的

run()方法就可以实现多线程操作了，但是一个类只能继承一个父类。

案例

​
/**
 * @author xing
 * 2021年9月27日下午12:11:11
 * 继承Thread的用法
 */
public class MyThread extends Thread {
        String str;
        
        public void run() {
            this.show();
        }
        
        public void show() {
            while(true) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);//当前线程睡一秒
                    System.out.println(str+" :-----------MyThread-----------"); 
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            MyThread mt0 = new MyThread();
            MyThread mt1 = new MyThread();
            MyThread mt2 = new MyThread();
            mt0.str = "mt0";
            mt0.start();
            mt1.str = "mt1";
            mt1.start();
            mt2.str = "mt2";
            mt2.start();
        }
}
​

注：每new一个thread就是开辟了一个新的线程，start就是启动了线程。main所运行的就是主线程，主线程可以开启子线程，各个线程干自己的事情。

Callable

当我们执行线程需要返回值的时候那么就必须选用实现Callable类的方式，因为目前只有这种方式能返回值。当然这种方式我们也可以不需要获取返回值。

这种方式是通过FutureTask的get()方法（下面代码的第22行）或者get(long timeout, TimeUnit unit)（下面代码的第28行）方法获取返回值。当我们看Callable的接口定义的源码会发现“public interface Callable<V> ” ，我们实现的时候是需要定义返回类型，如下面代码所示。

除此之外我们还需要注意的是：当我们通过FutureTask的get()方法去获取线程的返回值的时候是要等到线程call()内容都执行完毕之后才能获取得到，并且get()方法后面的代码必须等待，说明这一定是同步的，所以我们可以在真正需要线程返回值的时候才通过get()方法去获取，以免被阻塞。当我们通过get(long timeout, TimeUnit unit)方式去获取的时候可以设置超时时间，如果超过所设置的超时时间都没有获取到线程返回的值则会抛出 java.util.concurrent.TimeoutException 异常，当然如果在get(long timeout, TimeUnit unit)之前用get()方式获取了的话就不会抛异常。

实现Callable还有个好处就是可以线程可以抛异常，如果我们需要在线程里抛出异常的话也可以选用这种方式，其他两种方式只能捕获异常信息。

public class ThreadCallableDemo implements Callable<Integer>{
​
    /** 计数变量 */
    private int count = 0;
​
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
​
        ThreadCallableDemo threadCallableDemo = new ThreadCallableDemo();
​
        //通过FutureTask获取返回值
        FutureTask<Integer> taskA = new FutureTask<>(threadCallableDemo);
​
        //实例化线程
        Thread thread = new Thread(taskA, "threadCallableDemoA");
        System.out.println(String.format("线程状态preStart: %s", thread.getState()));
​
        //启动线程
        thread.start();
        System.out.println(String.format("线程状态afterStart: %s", thread.getState()));
​
        //通过FutureTask的get()方法获取返回值
        int result = taskA.get();
        System.out.println("是否同步测试....");
        System.out.println(String.format("result: %s", result));
        System.out.println(String.format("线程状态afterGetResult1: %s", thread.getState()));
​
        //通过FutureTask的get()方法获取返回值 设置超时时间 单位为ms
        int resultWithTime = taskA.get(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
        System.out.println(String.format("resultWithTime: %s", resultWithTime));
        System.out.println(String.format("线程状态afterGetResult2: %s", thread.getState()));
​
    }
​
    /**
     * 实现Callable的call类
     */
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
​
        //自增
        count++;
​
        System.out.println(String.format("线程名称：%s, 线程状态：%s, count：%s",
                    Thread.currentThread().getName(), Thread.currentThread().getState(), count));
        System.out.println("休眠1000ms....");
        Thread.currentThread().sleep(1000);
        return count;
    }
}

synchronized

synchronized是Java中的关键字，是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种：

1. 修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号{}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象；

2. 修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象；

3. 修改一个静态的方法，其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象；

4. 修改一个类，其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用主的对象是这个类的所有对象。

synchronized修饰方法案例：

窗口售票实例：

源码

package Dome1;
​
public class TicketDome extends Thread{
    private static int sum=100;
    private static Object obj=new Object();
​
    @Override
    public void run() {
        while (true){//同步代码块
            sum.sleep(1000);
            synchronized (obj){
                if (sum>0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售出的票号是"+sum);
                    sum--;
                }else {
                    System.exit(0);
                }
            }
​
        }
    }
    public synchronized void mp(){
​
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        TicketDome ticketDome1 = new TicketDome();
        ticketDome1.start();
​
        TicketDome ticketDome2 = new TicketDome();
        ticketDome2.start();
​
        TicketDome ticketDome3 = new TicketDome();
        ticketDome3.start();
​
​
    }
}

不加入重度锁

源码

    package Dome1;
​
public class TicketDome extends Thread{
    private static int sum=100;
    private static Object obj=new Object();
​
    @Override
    public void run() {
        while (true){//同步代码块
            sum.sleep(1000);
                if (sum>0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售出的票号是"+sum);
                    sum--;
                }else {
                    System.exit(0);
                }
        }
    }
    public synchronized void mp(){
​
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        TicketDome ticketDome1 = new TicketDome();
        ticketDome1.start();
​
        TicketDome ticketDome2 = new TicketDome();
        ticketDome2.start();
​
        TicketDome ticketDome3 = new TicketDome();
        ticketDome3.start();
​
​
    }
}