Java多线程知识详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/continueLR/article/details/120083992

本文总结了Java中实现线程的三种方式：继承Thread类、实现Runnable接口和实现Callable接口，强调了每种方式的特点。此外，还讨论了定时器设定定时任务、守护线程的使用，以及生产者和消费者模式的实现，包括wait和notify方法的作用。最后提到了多线程中的死锁问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一：实现线程的三种方式

1丶实现线程的第一种方式

实现线程的第一种方式：
编写一个类，直接继承java.lang.Thread，重写run方法。

怎么创建线程对象？ new就行了。
怎么启动线程呢？调用线程对象的start()方法。

注意：
亘古不变的道理：
方法体当中的代码永远都是自上而下的顺序依次逐行执行的。

以下程序的输出结果有这样的特点：
有先有后。
有多有少。
这是咋回事？这里画一个问号？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？

 public static void main(String[] args) {
        // 这里是main方法，这里的代码属于主线程，在主栈中运行。
        // 新建一个分支线程对象
        MyThread t = new MyThread();
        // 启动线程
        //t.run(); // 不会启动线程，不会分配新的分支栈。（这种方式就是单线程。）
        // start()方法的作用是：启动一个分支线程，在JVM中开辟一个新的栈空间，这段代码任务完成之后，瞬间就结束了。
        // 这段代码的任务只是为了开启一个新的栈空间，只要新的栈空间开出来，start()方法就结束了。线程就启动成功了。
        // 启动成功的线程会自动调用run方法，并且run方法在分支栈的栈底部（压栈）。
        // run方法在分支栈的栈底部，main方法在主栈的栈底部。run和main是平级的。
        t.start();
        // 这里的代码还是运行在主线程中。
        for(int i = 0; i < 1000; i++){
            System.out.println("主线程--->" + i);
        }
    }
}

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 编写程序，这段程序运行在分支线程中（分支栈）。
        for(int i = 0; i < 1000; i++){
            System.out.println("分支线程--->" + i);
        }
    }
}

2丶实现线程的第二种方式，编写一个类实现java.lang.Runnable接口。

public static void main(String[] args) {
        // 创建一个可运行的对象
        //MyRunnable r = new MyRunnable();
        // 将可运行的对象封装成一个线程对象
        //Thread t = new Thread(r);
        Thread t = new Thread(new MyRunnable()); // 合并代码
        // 启动线程
        t.start();

        for(int i = 0; i < 100; i++){
            System.out.println("主线程--->" + i);
        }
    }
}

// 这并不是一个线程类，是一个可运行的类。它还不是一个线程。
class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            System.out.println("分支线程--->" + i);
        }
    }
}

3丶实现线程的第三种方式：实现Callable接口

这种方式的优点：可以获取到线程的执行结果。
这种方式的缺点：效率比较低，在获取t线程执行结果的时候，当前线程受阻塞，效率较低。

 public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 第一步：创建一个“未来任务类”对象。
        // 参数非常重要，需要给一个Callable接口实现类对象。
        FutureTask task = new FutureTask(new Callable() {
            @Override
            public Object call() throws Exception { // call()方法就相当于run方法。只不过这个有返回值
                // 线程执行一个任务，执行之后可能会有一个执行结果
                // 模拟执行
                System.out.println("call method begin");
                Thread.sleep(1000 * 10);
                System.out.println("call method end!");
                int a = 100;
                int b = 200;
                return a + b; //自动装箱(300结果变成Integer)
            }
        });

        // 创建线程对象
        Thread t = new Thread(task);

        // 启动线程
        t.start();

        // 这里是main方法，这是在主线程中。
        // 在主线程中，怎么获取t线程的返回结果？
        // get()方法的执行会导致“当前线程阻塞”
        Object obj = task.get();
        System.out.println("线程执行结果:" + obj);

        // main方法这里的程序要想执行必须等待get()方法的结束
        // 而get()方法可能需要很久。因为get()方法是为了拿另一个线程的执行结果
        // 另一个线程执行是需要时间的。
        System.out.println("hello world!");
    }
}

二：使用定时器指定定时任务。

public class TimerTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 创建定时器对象
        Timer timer = new Timer();
        //Timer timer = new Timer(true); //守护线程的方式

        // 指定定时任务
        //timer.schedule(定时任务, 第一次执行时间, 间隔多久执行一次);
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        Date firstTime = sdf.parse("2020-03-14 09:34:30");
        //timer.schedule(new LogTimerTask() , firstTime, 1000 * 10);
        // 每年执行一次。
        //timer.schedule(new LogTimerTask() , firstTime, 1000 * 60 * 60 * 24 * 365);

        //匿名内部类方式
        timer.schedule(new TimerTask(){
            @Override
            public void run() {
                // code....
            }
        } , firstTime, 1000 * 10);

    }
}

// 编写一个定时任务类
// 假设这是一个记录日志的定时任务
class LogTimerTask extends TimerTask {

    @Override
    public void run() {
        // 编写你需要执行的任务就行了。
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String strTime = sdf.format(new Date());
        System.out.println(strTime + ":成功完成了一次数据备份！");
    }
}

三：守护线程

  public static void main(String[] args) {
        Thread t = new BakDataThread();
        t.setName("备份数据的线程");

        // 启动线程之前，将线程设置为守护线程
        t.setDaemon(true);

        t.start();

        // 主线程：主线程是用户线程
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class BakDataThread extends Thread {
    public void run(){
        int i = 0;
        // 即使是死循环，但由于该线程是守护者，当用户线程结束，守护线程自动终止。
        while(true){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + (++i));
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

四：生产者和消费者模式

1、使用wait方法和notify方法实现“生产者和消费者模式”

2、什么是“生产者和消费者模式”？
生产线程负责生产，消费线程负责消费。
生产线程和消费线程要达到均衡。
这是一种特殊的业务需求，在这种特殊的情况下需要使用wait方法和notify方法。

3、wait和notify方法不是线程对象的方法，是普通java对象都有的方法。

4、wait方法和notify方法建立在线程同步的基础之上。因为多线程要同时操作一个仓库。有线程安全问题。

5、wait方法作用：o.wait()让正在o对象上活动的线程t进入等待状态，并且释放掉t线程之前占有的o对象的锁。

6、notify方法作用：o.notify()让正在o对象上等待的线程唤醒，只是通知，不会释放o对象上之前占有的锁。

7、模拟这样一个需求：
仓库我们采用List集合。
List集合中假设只能存储1个元素。
1个元素就表示仓库满了。
如果List集合中元素个数是0，就表示仓库空了。
保证List集合中永远都是最多存储1个元素。

必须做到这种效果：生产1个消费1个。

 public static void main(String[] args) {
        // 创建1个仓库对象，共享的。
        List list = new ArrayList();
        // 创建两个线程对象
        // 生产者线程
        Thread t1 = new Thread(new Producer(list));
        // 消费者线程
        Thread t2 = new Thread(new Consumer(list));

        t1.setName("生产者线程");
        t2.setName("消费者线程");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

// 生产线程
class Producer implements Runnable {
    // 仓库
    private List list;

    public Producer(List list) {
        this.list = list;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 一直生产（使用死循环来模拟一直生产）
        while(true){
            // 给仓库对象list加锁。
            synchronized (list){
                if(list.size() > 0){ // 大于0，说明仓库中已经有1个元素了。
                    try {
                        // 当前线程进入等待状态，并且释放Producer之前占有的list集合的锁。
                        list.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                // 程序能够执行到这里说明仓库是空的，可以生产
                Object obj = new Object();
                list.add(obj);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + obj);
                // 唤醒消费者进行消费
                list.notifyAll();
            }
        }
    }
}

// 消费线程
class Consumer implements Runnable {
    // 仓库
    private List list;

    public Consumer(List list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public void run() {
        // 一直消费
        while(true){
            synchronized (list) {
                if(list.size() == 0){
                    try {
                        // 仓库已经空了。
                        // 消费者线程等待，释放掉list集合的锁
                        list.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                // 程序能够执行到此处说明仓库中有数据，进行消费。
                Object obj = list.remove(0);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + obj);
                // 唤醒生产者生产。
                list.notifyAll();
            }
        }
    }
}

五：死锁

 public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();

        // t1和t2两个线程共享o1,o2
        Thread t1 = new MyThread1(o1,o2);
        Thread t2 = new MyThread2(o1,o2);

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class MyThread1 extends Thread{
    Object o1;
    Object o2;
    public MyThread1(Object o1,Object o2){
        this.o1 = o1;
        this.o2 = o2;
    }
    public void run(){
        synchronized (o1){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (o2){

            }
        }
    }
}

class MyThread2 extends Thread {
    Object o1;
    Object o2;
    public MyThread2(Object o1,Object o2){
        this.o1 = o1;
        this.o2 = o2;
    }
    public void run(){
        synchronized (o2){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (o1){

            }
        }
    }
}