Java多线程总结（一）：多线程简介及线程的创建

多线程是Java中很重要的一个知识点，在此做一些总结。

一. 线程的生命周记及五种基本状态

关于Java中线程的状态和线程的生命周期先看两张图：


上图中基本上囊括了Java中多线程各重要知识点。掌握了上图中的各知识点，Java中的多线程也就基本上掌握了。主要包括：
Java线程具有五中基本状态
新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();

就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；

运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；

阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

1.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态，直到notify()/notifyAll()线程被唤醒被放到锁定池；

2.同步阻塞：线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；

3.其他阻塞：通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

二. Java多线程的创建及启动

1.继承Thread类，重写该类的run()方法。

   class MyThread extends Thread {
        private int i = 0;

        @Override
        public void run() {
            for (i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            }
        }
    }

测试类：

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            if (i == 30) {
                Thread myThread1 = new MyThread();     // 创建一个新的线程  myThread1  此线程进入新建状态
                Thread myThread2 = new MyThread();     // 创建一个新的线程 myThread2 此线程进入新建状态
                myThread1.start();                     // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
                myThread2.start();                     // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
            }
        }
    }
}

继承Thread类，通过重写run()方法定义新的线程类MyThread,run方法中定义了这个线程要执行的逻辑，称之为线程执行体。通过创建MyThread线程类的对象来创建新的线程，并进入到线程的新建状态，调用线程对象的start()方法，使线程进入就绪状态，此时线程并不一定会立即执行，这取决于cpu的调度时机。
2.实现Runnable接口
实现接口并重写该接口的run()方法，该run()方法同样是线程执行体，创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread类的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。

上面是大家熟悉的两种创建线程的方法，我们看下面的例子来解释下Thread和Runnable之间的关系：

public class NewThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            if (i == 3) {
                Runnable newRunnable = new NewRunnable();
                Thread thread = new NewThread(newRunnable);
                thread.start();
            }
        }
    }
}

class NewRunnable implements Runnable {

    private int i = 0;

    public void run() {
        System.out.println("in NewRunnable run");
        for (i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }
}

class NewThread extends Thread {
    private int i = 0;

    public NewThread(Runnable runnable) {
        super(runnable);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("in NewThread run");
        for (i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }
}

在NewThreadTest类的main方法中，通过Thread thread = new NewThread(newRunnable);来创建一个新的线程。此时线程的执行体是NewThread类中的还是NewRunnable中的呢？通过查看输出我们知道是NewThread类中的。因为Thread类原本也实现了Runnable接口，run方法最先是在Runnbale中定义的。

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

Thread类中对Runnable接口中run()方法的实现：

@Override
public void run() {
    if (target != null) {
        target.run();
    }
}

我们可以看出执行到Thread类中的run方法时会首先判断target是否存在，存在则执行target的run方法，也就是实现了Runnable接口并实现了run方法的类中的run方法。但是上面例子中，由于多态，重写了Thread类中的run方法，所以根本就没执行Thread类中的run方法，执行执行NewThread类中的run方法。

3.使用Callable和Future接口创建线程。
创建Callable接口的实现类，并实现clall()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象，且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程。

很绕口，感觉很复杂，看下例子：

public class ThreadTestCallable {
    public static void main(String[] args) {
        Callable<Integer> myCallable = new MyCallable();
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            if (i == 30) {
                Thread thread = new Thread(ft);   //FutureTask对象作为Thread对象的target创建新的线程
                thread.start();                      //线程进入到就绪状态
            }
        }

        System.out.println("主线程for循环执行完毕..");

        try {
            int sum = ft.get();            //取得新创建的新线程中的call()方法返回的结果
            System.out.println("sum = " + sum);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}


class MyCallable implements Callable<Integer> {
    private int i = 0;

    // 与run()方法不同的是，call()方法具有返回值
    public Integer call() {
        int sum = 0;
        for (; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}

在Callable接口中的线程体是用的call方法不是run方法。call方法作为线程的执行体，同时具有返回值。创建线程时，通过FutureTask来包装MyCallable对象，并作为Thread对象的Target。下面是FutureTask类的定义：

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {

//....

}
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {

void run();

}

我们发现，FutureTask实际上是同事实现了Runnable和Future接口，因此它具有Future和Runnable的双重特性。通过实现Runnable，可以作为Thread对象的target，通过实现Future，是的它可以去的先创建线程中call方法的返回值。

注：
1.ft.get()方法获取子线程call()方法的返回值时，当子线程此方法还未执行完毕，ft.get()方法会一直阻塞，直到call()方法执行完毕才能取到返回值。
2.不能对同一线程对象两次调用start()方法。
Java线程类常用的方法如图：

三. Java多线程的就绪、运行和死亡状态

就绪状态转换为运行状态：当此线程得到处理器资源；

运行状态转换为就绪状态：当此线程主动调用yield()方法或在运行过程中失去处理器资源。

运行状态转换为死亡状态：当此线程线程执行体执行完毕或发生了异常。

此处需要特别注意的是：当调用线程的yield()方法时，线程从运行状态转换为就绪状态，但接下来CPU调度就绪状态中的哪个线程具有一定的随机性，因此，可能会出现A线程调用了yield()方法后，接下来CPU仍然调度了A线程的情况。

由于实际的业务需要，常常会遇到需要在特定时机终止某一线程的运行，使其进入到死亡状态。目前最通用的做法是设置一boolean型的变量，当条件满足时，使线程执行体快速执行完毕。如：

public class ThreadTestStop {
    public static void main(String[] args) {

        MyRunnableStop myRunnable = new MyRunnableStop();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            if (i == 3) {
                thread.start();
            }
            if(i == 4){
                myRunnable.stopThread();
            }
        }
    }
}

class MyRunnableStop implements Runnable {

    private boolean stop;

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10 && !stop; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }

    public void stopThread() {
        this.stop = true;
    }

}

参考文章：
http://www.cnblogs.com/lwbqqyumidi/p/3804883.html