多线程_两个线程一个终止时另一个自动终止-优快云博客

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本文详细介绍了Java中的多线程概念、实现方式、线程生命周期、操作线程的方法、线程优先级、线程同步机制及线程间通信。通过实例展示了如何创建线程、控制线程状态以及实现线程同步，帮助理解Java并发编程的关键知识点。

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一、概念

Java语言提供并发机制，程序员可以在程序中执行多个线程，每一个线程完成一个功能，并与其他线程并发执行，这种机制被称为多线程。

Windows操作系统是多任务操作系统，它以进程为单位，一个进程是一个包含有自身地址的程序，每个独立执行的程序都被称为进程，也就是正在执行的程序。

一个线程则是进程中的执行流程，一个进程中可以同时包括多个线程，每个线程也可以得到一小段程序的执行时间，这样一个进程就可以具有多个并发执行的线程。在单线程中，程序代码按调用顺序依次往下执行，如果需要一个进程同时完成多段代码的操作，就需要产生多线程。

二、实现线程的两种方式

1、继承Thread类

Thread类是java.lang中的一个类，从这个类中实例化的对象代表线程，程序员启动一个新线程需要建立Thread实例。

（1）Thread类中常用的两个构造方法：

public Thread(String threadName)：创建一个名称为threadName的线程对象

public Thread()

（2）完成线程真正功能的代码放在类的run()方法中，当一个类继承Thread类后，就可以在该类中覆盖run()方法，将实现该线程功能的代码写入run()方法中，然后同时调用Thread类中的start()方法执行线程，也就是调用run()方法。

（3）Thread对象需要一个任务来执行，任务是指线程在启动时执行的工作，该工作的功能代码被下在run()方法中。

（4）当执行一个线程程序时，就自动产生一个线程，主方法正是在这个线程上运行的。当不再启动其他线程时，该程序就为单线程程序。主方法线性启动由Java虚拟机负责，程序员负责启动自己的线程。

public static void main(String[] args){

new ThreadTest().start();

}

2、实现Runnable接口

（1）实现Runnable接口的程序会创建一个Thread对象，并将Runnable对象与Thread对象相关联。

（2）Thread类中有两个构造方法

public Thread(Runnable r)

public Thread(Runnable r,String name)

（3）使用Runnable接口启动新的线程的步骤：

建立Runnable对象----->使用参数为Runnable对象的构造方法创建Thread实例----->调用start()方法启动线程

使用Runnable接口创建线程时首先需要编写一个实现Runnable接口的类，然后实例化该类的对象，接下来使用相应的构造方法创建Thread实例，最后使用该实例调用Thread类中的start()方法启动线程。

3、线程共有新建、运行（可运行）、阻塞、等待、计时等待和终止6个状态。当使用new操作符创建新线程时，线程处于新建状态。当调用start()方法时，线程处于运行（可运行）状态。当线程需要获得对象的内置锁，而该锁正被其他线程拥有时，线程处于阻塞状态。对于一些含有时间参数的方法，可以使线程处于计时等待状态。当run()方法运行完毕或出现异常时，线程处于终止状态。

三、线程的生命周期

1、线程具有生命周期，其中包含出生状态、就绪状态、运行状态、等待状态、休眠状态、阻塞状态和死亡状态7种状态。

出生状态就是用户在创建线程时处于的状态，在用户使用该线程实例调用start()方法之前线程都是处于出生状态；当用户调用start()方法之后，线程处于就绪状态（又被称为可执行状态）；当线程得到系统资源之后就进入运行状态。

一旦线程进入可执行状态，它会在就绪与运行状态下辗转，同时也可能进入等待、休眠、阻塞或死亡状态。当处于运行状态下的线程调用Thread类中的wait()方法时，该线程处于等待状态，进入等待状态的线程必须调用Thread类中的notify()方法才能被唤醒，notifyAll()方法是将所有处于等待下的线程唤醒；当线程调用Thread类中的sleep()方法时，则会进入休眠状态。如果一个线程在运行状态下发出输入/输出请求，该线程将处于阻塞状态，在其等待输入/输出结束时线程进入就绪状态，对于阻塞的线程来说，急事系统资源空闲，线程依然不能回到运行状态。当线程的run()方法执行完毕时，线程进入死亡状态。

2、使线程处于就绪状态的几种可能

（1）调用sleep()方法

（2）调用wait()方法

（3）等待输入/输出完成

3、当线程处于就绪状态后，可以通过以下方式使线程再次进入运行状态

（1）线程调用notify()方法

（2）线程调用notifyAll()方法

（3）线程调用interrupt()方法

（4）线程的休眠时间结束

（5）输入/输出结束

四、操作线程的方法

1、线程的休眠

一种能控制线程行为的方法时调用sleep()方法。sleep()方法需要一个参数用于指定该线程休眠的时间，该时间使用毫秒为单位。通常在run()方法内的循环中被使用。

使用sleep()方法的线程在一段时间内会醒来，但是并不能保证它在醒来后进入运行状态，只能保证它进入就绪状态。

2、线程的加入

如果当某程序为多线程程序，假如存在一个线程A，现在需要插入线程B，并要求线程B先执行完毕，然后再执行线程A，此时可以使用Thread类中的join()方法来完成。当某个线程使用join()方法加入到另一个线程时，另一个线程会等待该线程执行完毕再继续执行。

3、线程的中断

在run()方法中使用无限循环的方式，使用一个布尔型标记控制循环的停止。

如果线程时因为使用了sleep()方法或wait()方法进入了就绪状态，这时可以使用Thread类中的interrupt()方法使线程离开run()方法，同时结束线程，但程序会抛出InterruptedException异常。

4、线程的礼让

Thread类中提供了一种礼让方法，使用yield()方法表示，它只是给当前正处于运行状态下的线程一个提醒，告知它可以将资源礼让给其他线程，这仅仅是一种暗示，没有任何一种机制保证当前线程会将资源礼让。

yield()方法使具有同样优先级的线程有进入可执行状态的机会，当当前线程放弃执行权时会再度回到就绪状态。对于支持多任务的操作系统来说，不需要调用yield()方法，因为操作系统会为线程自动分配CPU时间片来执行。

五、线程的优先级

1、每个线程都具有各自的优先级，线程的优先级可以在程序中表名该线程的重要性，如果有很多线程处于就绪状态，系统会根据优先级来决定首先使哪个线程进入运行状态。

2、Thread类中包含的成员变量代表了线程的某些优先级。如Thread.MIN_PRIORITY（常数1）、Thread.MAX_PRIORITY（常数2）、Thread.NORM_PRIORITY（常数5）。其中每个线程的优先级都在Thread.MIN_PRIORITY~Thread.MAX_PRIORITY之间，在默认情况下其优先级都是Thread.NORM_PRIORITY。每个新产生的线程都继承了父线程的优先级。

3、线程的优先级可以使用setPriority()方法调整，如果使用该方法设置的优先级不在1~10之内，将会产生一个IllegalArgumentException异常。

六、线程同步

Java提供线程同步的机制来防止资源访问的冲突。

1、线程同步机制

基本上所有解决多线程资源冲突问题都会采用给定时间只允许一个线程访问共享资源。

（1）同步块

在Java中提供了同步机制，可以有效的防止资源冲突。同步机制使用synchronized关键字。

将资源放在同步块中，这个同步块也称为临界区，它使用synchronized关键字建立。语法格式如下：

synchronized（Object）｛

...//

｝

通常是将共享资源的操作放置在synchronized定义的区域内，这样当其他线程也获取到这个锁时，必须等待锁被释放时才能进入该区域。Object为任意一个对象，每个对象都存在一个标志位，并具有两个值，分别为0和1。一个线程运行到同步块时首先检查该对象的标志位，如果为0状态，表名此同步块中存在其他线程在运行，这时该线程处于就绪状态，直到处于同步块中的线程执行完同步块中的代码为止。这时该对象的标志位被设置为1，该程序才能执行同步块中的代码，并将Object对象的标志位设置为0，防止其他线程执行同步块中的代码。

（2）同步方法

同步方法就是在方法前面修饰synchronized关键字的方法。语法格式如下：

synchronized void f(){}

当某个对象调用了同步方法时，该对象上的其他同步方法必须等待该同步方法执行完毕才能被执行。必须将每个能访问共享资源的方法修饰为synchronized，否则会出错。

七、线程间的通信

1、线程间的通信使用wait()、notify()、notifyAll()方法实现。

2、wait()方法和sleep()方法的区别：调用sleep()方法的线程不释放锁，调用wait()方法的线程释放锁。

3、使用wait()方法的两种形式

（1）wait（time）：在此时间之内暂停

（2）wait()：使线程永久无限的等待下去，需要使用notify()方法或notifyAll()方法唤醒。

4、wait()、notify()、notifyAll()方法只能在同步块或同步方法中使用。

八、实例

三个窗口同时售票

public class ThreadTest extends Thread {

	public ThreadTest(String name) {
		super(name);
	}

	static int ticket = 20;// 票数
	static Object object = "aa";// 锁

	// 重写run方法
	public void run() {
		while (ticket > 0) {
			synchronized (object) {
				if (ticket > 0) {
					System.out.println(getName() + "卖出了第" + ticket + "张票");
					ticket--;
				} else {
					System.out.println("票已卖完");
				}
			}
			try {
				sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}

		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		ThreadTest test1 = new ThreadTest("窗口1");
		ThreadTest test2 = new ThreadTest("窗口2");
		ThreadTest test3 = new ThreadTest("窗口3");

		test1.start();
		test2.start();
		test3.start();
	}
}