Java 多线程介绍及使用技巧

于 2019-08-25 20:46:51 发布
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分类专栏： Java
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目录

 

一，简介

二，线程分类

三，多线程实现方式

四，线程常用方法

五，线程同步和线程安全

六，线程间通信

一，简介

1，什么是线程

     线程是程序执行的一条路径, 一个进程中可以包含多条线程

     多线程并发执行可以提高程序的效率, 可以同时完成多项工作

     有时称为轻量级进程，是CPU使用的基本单元；

2，线程组成

      由线程ID、程序计数器、寄存器集合和堆栈组成。

3，多线程的应用场景

     迅雷开启多条线程一起下载
     QQ同时和多个人一起视频
     服务器同时处理多个客户端请求

4，并发和并行的区别

      并行就是两个任务同时运行，就是甲任务进行的同时，乙任务也在进行。(需要多核CPU)
      并发是指两个任务都请求运行，而处理器只能按受一个任务，就把这两个任务安排轮流进行，由于时间间隔较短，使人感觉两个任务都在运行。
      比如我跟两个网友聊天，左手操作一个手机跟甲聊，同时右手用另一台电脑跟乙聊天，这就叫并行。
      如果用一部手机先给甲发个消息，然后立刻再给乙发消息，然后再跟甲聊，再跟乙聊。这就叫并发。

二，线程分类

Java线程主要分为：用户线程(User Thread)和守护线程(Daemon Thread)

2.1，守护线程

该线程不会单独执行, 当其他非守护线程（用户线程）都执行结束后, 自动退出；

设置守护线程的方法：

//设置该线程为守护线程
thread.setDaemon(true)；//注意必须在线程启动start()方法之前调用。

应用：垃圾回收线程

2.2，用户线程

主要包括：主线程和子线程（用户线程），子线程设置了setDaemon(true)；就是守护线程；

注意：不能把主线程设置为守护线程，不然会报IllegalThreadStateException异常；

2.3，区别

用户线程的优先级高，守护线程的优先级低；

如果JVM中还存在用户线程,那么JVM就会一直存活，不会退出；但是JVM中只有守护线程的时候，JVM就会退出；

守护线程依赖于用户线程，JVM中所有用户线程退出了，所有的守护线程也就会退出 ；

总之，只要有用户线程存在，JVM就不会退出；所有用户线程都退出了，JVM也就退出了，JVM都退出了，守护线程也就退出了；

注意：以下代码的逻辑让守护线程提前于用户线程消亡的情况下，守护线程并不会主动延长生命和用户线程一起消亡。

public static void main(String[] args) {
	final Thread t = new Thread(){
		public void run() {
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
			}
			System.out.println("守护线程");
		};
	};
		
	t.setDaemon(true);
	t.start();
		
	Thread t2 = new Thread(){
		public void run() {
		    for (int i = 0; i < 10; i++) {
			    System.out.println("用户线程   " + " 守护线程是否存活" +  t.isAlive());
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
				
		};
	};
	t2.start();
}

    
但是让守护线程延迟于用户线程消亡的情况下，守护线程会提前和用户线程一起消亡。

三，多线程实现方式

3.1，通过继承Thread类，开启一个线程，实现多线程；

public class ThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		ThreadTest thTest = new ThreadTest();
		thTest.start();
		
		for (int i = 0; i < 1000; i++) {
			System.out.println("我是主线程");
		}
	}
}

class ThreadTest extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.run();
		for (int i = 0; i < 1000; i++) {
			System.out.println("子线程");
		}
	}
}

以上通过打印信息可以看到，主线成和子线程是交替执行的，说明有多线程在运行；

3.2，通过实现Runnable接口

public class ThreadDemo2 {
	private void mian() {
		// TODO Auto-generated method stub
		MyRunnable r = new MyRunnable();
		
		Thread t= new Thread(r);
		t.start();
	}
}


class MyRunnable implements Runnable{

	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println("我是子线程");
		}
	}
	
}

3.3，匿名内部类实现，就是以上两种方式的另一种写法；

public class ThreadDemo3 {

	public static void main(String[] args) {
		new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				
				System.out.println("匿名内部类继承Thread，开启一个线程");
			}
		}.start();
		
		new Thread(new Runnable() {
			
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				System.out.println("匿名内部类实现Runnable接口，开启一个线程");
			}
		}).start();
	}
	
}

四，线程常用方法

4.1，获取线程的名字:getName();

public static void main(String[] args) {
	new Thread(){
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.run();
		System.out.println(this.getName() + "   aaaaaa");
	}
    }.start();	
}

4.2，为线程设置名字，不设置有默认的名称：setName()

//第一种方式
public static void main(String[] args) {
new Thread(){
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.run();
		this.setName("android ");
        System.out.println("当前线程名字:"+this.getName())
	}
}.start();

    //第二种方式,构造方法中为线程设置一个名字
 new Thread("Windows"){
	@Override
	public void run() {
	    // TODO Auto-generated method stub
		super.run();
        System.out.println("当前线程名字:"+this.getName())
	}
 }.start();
		
}

4.3，获取当前线程对象：Thread.currentThread

public static void main(String[] args) {
	new Thread(new Runnable() {
	    public void run() {
		    Thread.currentThread().setName("Window");
	    }
    }).start();

    //获取主线程的名字
    Thread.currentThread.getName();
}

4.4，让线程休眠的方法：Thread.sleep(休眠时间，单位毫秒);

4.5，join()线程加入方法：让当前线程暂停, 等待指定的线程执行结束后, 当前线程再继续执行；

public static void main(String[] args) {
	final Thread t1 = new Thread(){
		public void run() {
			for (int i = 0; i < 10; i++) {
				System.out.println(this.getName()+ " aaaaaaa");
			}	
		};
	};
	Thread t2 = new Thread(){
		public void run() {
			for (int i = 0; i < 10; i++) {
				if(i==2){
					try {
						t1.join();//t1线程加入，t2等待t1执行完成再继续执行；
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				System.out.println(this.getName()+ " bbbbbbbbbbbbbbbbbb");
			}
		};
	};
	t1.start();
	t2.start();
}

打印输出：

Thread-0 aaaaaaa
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-0 aaaaaaa
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-0 aaaaaaa
Thread-0 aaaaaaa
Thread-0 aaaaaaa
Thread-0 aaaaaaa
Thread-0 aaaaaaa
Thread-0 aaaaaaa
Thread-0 aaaaaaa
Thread-0 aaaaaaa
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb
Thread-1 bbbbbbbbbbbbbbbbbb

4.6，setPriority()设置线程优先级

优先级从0（Thread.MIN_PRIORITY）到10（Thread.MAX_PRIORITY）范围内;

默认优先级：Thread.NORM_PRIORITY=5

4.7，yield() 设置线程礼让，让出cpu，让其他线程执行；

五，线程同步和线程安全

https://blog.youkuaiyun.com/ezconn/article/details/100060812

六，线程间通信

6.1，什么时候需要通信

多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的

如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印

6.2，两个线程间的通信

通过wait()和notify()方法实现，wait()方法让当前线程等待，notify()唤醒正在等待的线程；

例如：两个线程实现循环重复打印两句诗

实现：

public class ThreadDemo1 {
	
	public static void main(String[] args) {
		final Printer p = new Printer();
		
		new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i =0;
				while (i<1000) {
					i++;
					try {
						p.print1();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				
			}
	    }.start();
		new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i =0;
				while (i<1000) {
					i++;
					try {
						p.print2();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				
			}
		}.start();
		
	}

}

class Printer{
	int flag = 0;
	public synchronized void print1() throws InterruptedException{//同步方法默认的锁对象是this
		
		if(flag!=0){
			this.wait();//同步锁对象调用wait()
		}
		
		System.out.print("窗");
		System.out.print("前");
		System.out.print("明");
		System.out.print("月");
		System.out.print("光");
		System.out.print("\r\n");
		
		flag = 2;
		this.notify();//同步锁对象调用notify()
	}
	public synchronized void print2() throws InterruptedException{//同步方法默认的锁对象是this
		
		if(flag!=2){
			this.wait(); //同步锁对象调用wait()
		}
		
		System.out.print("疑");
		System.out.print("是");
		System.out.print("地");
		System.out.print("上");
		System.out.print("霜");
		System.out.print("\r\n");

		flag = 1;
		
		this.notify();//同步锁对象调用notify()
	}

}

注意:wait()和notify()这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用

6.3,三个或者三个以上的线程通信

通过wait()让当前线程等待，notifyAll()方法是唤醒所有线程；

public class ThreadDemo2 {
	
	public static void main(String[] args) {
		final Printer2 p = new Printer2();
		
		
		new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i =0;
				while (i<1000) {
					i++;
					try {
						p.print1();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				
			}
		}.start();
		new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i =0;
				while (i<1000) {
					i++;
					try {
						p.print2();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				
			}
		}.start();
		new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i =0;
				while (i<1000) {
					i++;
					try {
						p.print3();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				
			}
		}.start();
		new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i =0;
				while (i<1000) {
					i++;
					try {
						p.print4();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				
			}
		}.start();
	}

}

class Printer2{
	int flag = 0;
	public synchronized void print1() throws InterruptedException{
		
		while(flag!=0){
			this.wait();
		}
		
		System.out.print("窗");
		System.out.print("前");
		System.out.print("明");
		System.out.print("月");
		System.out.print("光");
		System.out.print("\r\n");
		
		flag = 1;
		this.notifyAll();  //
	}
	public synchronized void print2() throws InterruptedException{
		
		while(flag!=1){
			this.wait();
		}
		
		System.out.print("疑");
		System.out.print("是");
		System.out.print("地");
		System.out.print("上");
		System.out.print("霜");
		System.out.print("\r\n");
		
		flag = 2;
		
		this.notifyAll();
	}
	public synchronized void print3() throws InterruptedException{
		
		while(flag!=2){
			this.wait();
		}
		
		System.out.print("举");
		System.out.print("头");
		System.out.print("望");
		System.out.print("明");
		System.out.print("月");
		System.out.print("\r\n");
		
		flag = 3;
		
		this.notifyAll();
	}
	public synchronized void print4() throws InterruptedException{
		
		while(flag!=3){
			this.wait();
		}
		
		System.out.print("低");
		System.out.print("头");
		System.out.print("思");
		System.out.print("故");
		System.out.print("乡");
		System.out.print("\r\n");
		
		flag = 0;
		
		this.notifyAll();
	}

}

6.4，JDK1.5之前通过上面的方式，实现多个线程间通信，1.5版本增加了一个互斥锁ReentrantLock实现；

使用ReentrantLock类中的lock()和unLock()方法替代synchronized实现同步；然后再ReentrantLock创建Condition（监视器）子类对象，每个线程中放一个Condition；通过Condition的await()和signal() 方法实现当前线程等待和唤醒指定的线程；await()相当于Object中的wait()方法；signal()和Object中的notify()和notifyAll()方法有点不一样；

例如：


public class fThreadDemo3 {

	public static void main(String[] args) {
		final Printer3 p = new Printer3();

		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i = 0;
				while (i < 1000) {
					i++;
					try {
						p.print1();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}

			}
		}.start();
		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i = 0;
				while (i < 1000) {
					i++;
					try {
						p.print2();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}

			}
		}.start();
		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i = 0;
				while (i < 1000) {
					i++;
					try {
						p.print3();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}

			}
		}.start();
		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				super.run();
				int i = 0;
				while (i < 1000) {
					i++;
					try {
						p.print4();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}

			}
		}.start();
	}

}

class Printer3 {
	int flag = 0;

	ReentrantLock rl = new ReentrantLock();
	Condition c1 = rl.newCondition();
	Condition c2 = rl.newCondition();
	Condition c3 = rl.newCondition();
	Condition c4 = rl.newCondition();

	public void print1() throws InterruptedException {
		rl.lock();
		try {
			if (flag != 0) {
				c1.await();
			}

			System.out.print("窗");
			System.out.print("前");
			System.out.print("明");
			System.out.print("月");
			System.out.print("光");
			System.out.print("\r\n");

			flag = 1;
			c2.signal();
		} finally{
			rl.unlock();
		}
	}

	public void print2() throws InterruptedException {

		rl.lock();
		try {
			if (flag != 1) {
				c2.await();
			}

			System.out.print("疑");
			System.out.print("是");
			System.out.print("地");
			System.out.print("上");
			System.out.print("霜");
			System.out.print("\r\n");

			flag = 2;

			c3.signal();
		} finally {
			rl.unlock();
		}

	}

	public void print3() throws InterruptedException {
		rl.lock();
		try {
			if (flag != 2) {
				c3.await();
			}

			System.out.print("举");
			System.out.print("头");
			System.out.print("望");
			System.out.print("明");
			System.out.print("月");
			System.out.print("\r\n");

			flag = 3;

			c4.signal();
		} finally{
			rl.unlock();
		}

	}

	public void print4() throws InterruptedException {
		rl.lock();
		try {
			if (flag != 3) {
				c4.await();
			}

			System.out.print("低");
			System.out.print("头");
			System.out.print("思");
			System.out.print("故");
			System.out.print("乡");
			System.out.print("\r\n");

			flag = 0;

			c1.signal();
		} finally {
			rl.unlock();
		}
	}
}

 

 

 

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