一、java多线程简介
1、什么是进程?
说明线程前先说下什么是进程,
看一张图
图一
图一显示的都是一个个独立的进程,他们之间没有直接联系的, 每个进程是一个应用程序,都有独立的内存空间,
2、什么是线程?
上面截图中的每个进程,其实就是由多一个或多个线程组成的,说白了,线程其实就是进程中最小执行单位, 同一个进程中的线程共享其进程中的内存和资源(共享的内存是堆内存和方法区内存,栈内存不共 享,每个线程有自己的。)
3、线程的生命周期及五种基本状态
图二
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;
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
创建多线程有三种方式
1、继承Thread类,重写该类的run()方法。
package com.test.thread;/**
* Created by Administrator on 2019/3/15/015.
*/
/**
* @ClassName ThreadTest1
* @Description TODO
* @Date 2019/3/15/01517:34
* @Version 1.0
* 继承Thread类,重写该类的run()方法。
**/
public class ThreadTest1 extends Thread {
@Override
public void run() {
for ( int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100; i++){
// 创建一个新的线程 test1 此线程进入新建状态
ThreadTest1 test1 = new ThreadTest1();
// 创建一个新的线程 test2 此线程进入新建状态
ThreadTest1 test2 = new ThreadTest1();
//调用start()方法使得线程进入就绪状态
test1.start();
test2.start();
}
}
}
如上所示,继承Thread类,通过重写run()方法定义了一个新的线程类MyThread,其中run()方法的方法体代表了线程需要完成的任务,称之为线程执行体。当创建此线程类对象时一个新的线程得以创建,并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法,使得该线程进入到就绪状态,此时此线程并不一定会马上得以执行,这取决于CPU调度时机。
2、2.实现Runnable接口,并重写该接口的run()方法
package com.test.thread;/**
* Created by Administrator on 2019/3/15/015.
*/
/**
* @ClassName ThreadTest2
* @Description TODO
* @Date 2019/3/15/01517:47
* @Version 1.0
**/
public class ThreadTest2 implements Runnable {
@Override
public void run() {
for ( int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100; i++){
// 创建一个新的线程 test1 此线程进入新建状态
ThreadTest1 test1 = new ThreadTest1();
// 创建一个新的线程 test2 此线程进入新建状态
ThreadTest1 test2 = new ThreadTest1();
//调用start()方法使得线程进入就绪状态
test1.start();
test2.start();
}
}
}
相信以上两种创建新线程的方式大家都很熟悉了,那么Thread和Runnable之间到底是什么关系呢?我们首先来看一下下面这个例子。
package com.test.thread;/**
* Created by Administrator on 2019/3/15/015.
*/
/**
* @ClassName MyRunnable
* @Description TODO
* @Date 2019/3/15/01518:09
* @Version 1.0
**/
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("in MyRunnable run");
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
}
package com.test.thread;/**
* Created by Administrator on 2019/3/15/015.
*/
/**
* @ClassName MyThread
* @Description TODO
* @Author yb
* @Date 2019/3/15/01518:10
* @Version 1.0
**/
class MyThread extends Thread {
private int i = 0;
public MyThread(Runnable runnable) {
super(runnable);
}
@Override
public void run() {
System.out.println("in MyThread run");
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
}
package com.test.thread;/**
* Created by Administrator on 2019/3/15/015.
*/
/**
* @ClassName ThreadTest3
* @Description TODO
* @Date 2019/3/15/01517:53
* @Version 1.0
**/
public class ThreadTest3 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100 ;i ++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
if (i == 30 ){
Runnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new MyThread(myRunnable);
thread.start();
}
}
}
}
同样的,与实现Runnable接口创建线程方式相似,不同的地方在于
Thread thread = new MyThread(myRunnable);
那么这种方式可以顺利创建出一个新的线程么?答案是肯定的。至于此时的线程执行体到底是MyRunnable接口中的run()方法还是MyThread类中的run()方法呢?通过输出我们知道线程执行体是MyThread类中的run()方法。其实原因很简单,因为Thread类本身也是实现了Runnable接口,而run()方法最先是在Runnable接口中定义的方法。
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
我们看一下Thread类中对Runnable接口中run()方法的实现:
复制代码
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
复制代码
也就是说,当执行到Thread类中的run()方法时,会首先判断target是否存在,存在则执行target中的run()方法,也就是实现了Runnable接口并重写了run()方法的类中的run()方法。但是上述给到的列子中,由于多态的存在,根本就没有执行到Thread类中的run()方法,而是直接先执行了运行时类型即MyThread类中的run()方法。
3.使用Callable和Future接口创建线程。具体是创建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
public class ThreadTest4 {
public static void main(String[] args) {
Callable<Integer> myCallable = new MyCallable(); // 创建MyCallable对象
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask来包装MyCallable对象
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 (Exception 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
@Override
public Integer call() {
int sum = 0;
for (; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
sum += i;
}
return sum;
}
}
于是,我们发现FutureTask类实际上是同时实现了Runnable和Future接口,由此才使得其具有Future和Runnable双重特性。通过Runnable特性,可以作为Thread对象的target,而Future特性,使得其可以取得新创建线程中的call()方法的返回值。
执行下此程序,我们发现sum = 4950永远都是最后输出的。而“主线程for循环执行完毕…”则很可能是在子线程循环中间输出。由CPU的线程调度机制,我们知道,“主线程for循环执行完毕…”的输出时机是没有任何问题的,那么为什么sum =4950会永远最后输出呢?
原因在于通过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。
上述主要讲解了三种常见的线程创建方式,对于线程的启动而言,都是调用线程对象的start()方法,需要特别注意的是:不能对同一线程对象两次调用start()方法。