java 多线程

java多线程总结

以前没有写笔记的习惯，现在慢慢的发现及时总结是多么的重要了，呵呵。虽然才大二，但是也快要毕业了，要加油了。

这一篇文章主要关于java多线程，主要还是以例子来驱动的。因为讲解多线程的书籍和文章已经很多了，所以我也不好意思多说，呵呵、大家可以去参考一些那些书籍。我这个文章主要关于实际的一些问题。同时也算是我以后复习的资料吧，。呵呵大家多多指教。

同时希望多结交一些技术上的朋友。谢谢。

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                                                                              java中的多线程

在java中要想实现多线程，有两种手段，一种是继续Thread类，另外一种是实现Runable接口。

对于直接继承Thread的类来说，代码大致框架是：

class 类名 extends Thread{方法1;方法2；…public void run(){// other code…}属性1；属性2；…}

先看一个简单的例子：

/** * @author Rollen-Holt 继承Thread类,直接调用run方法 * */class hello extends Thread {	public hello() {	}	public hello(String name) {		this.name = name;	}	public void run() {		for (int i = 0; i < 5; i++) {			System.out.println(name + "运行     " + i);		}	}	public static void main(String[] args) {		hello h1=new hello("A");		hello h2=new hello("B");		h1.run();		h2.run();	}	private String name;}

【运行结果】：

A运行     0

A运行     1

A运行     2

A运行     3

A运行     4

B运行     0

B运行     1

B运行     2

B运行     3

B运行     4

我们会发现这些都是顺序执行的，说明我们的调用方法不对，应该调用的是start（）方法。

当我们把上面的主函数修改为如下所示的时候：

public static void main(String[] args) {		hello h1=new hello("A");		hello h2=new hello("B");		h1.start();		h2.start();	}

然后运行程序，输出的可能的结果如下：

A运行     0

B运行     0

B运行     1

B运行     2

B运行     3

B运行     4

A运行     1

A运行     2

A运行     3

A运行     4

因为需要用到CPU的资源，所以每次的运行结果基本是都不一样的，呵呵。

注意：虽然我们在这里调用的是start（）方法，但是实际上调用的还是run（）方法的主体。

那么：为什么我们不能直接调用run（）方法呢？

我的理解是：线程的运行需要本地操作系统的支持。

如果你查看start的源代码的时候，会发现：

 public synchronized void start() {        /**	 * This method is not invoked for the main method thread or "system"	 * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added 	 * to this method in the future may have to also be added to the VM.	 *	 * A zero status value corresponds to state "NEW".         */        if (threadStatus != 0 || this != me)            throw new IllegalThreadStateException();        group.add(this);        start0();        if (stopBeforeStart) {	    stop0(throwableFromStop);	}}private native void start0();

注意我用红色加粗的那一条语句，说明此处调用的是start0（）。并且这个这个方法用了native关键字，次关键字表示调用本地操作系统的函数。因为多线程的实现需要本地操作系统的支持。

但是start方法重复调用的话，会出现java.lang.IllegalThreadStateException异常。

通过实现Runnable接口：

 

大致框架是：

class 类名 implements Runnable{方法1;方法2；…public void run(){// other code…}属性1；属性2；…}

 

来先看一个小例子吧：

/** * @author Rollen-Holt 实现Runnable接口 * */class hello implements Runnable {	public hello() {	}	public hello(String name) {		this.name = name;	}	public void run() {		for (int i = 0; i < 5; i++) {			System.out.println(name + "运行     " + i);		}	}	public static void main(String[] args) {		hello h1=new hello("线程A");		Thread demo= new Thread(h1);		hello h2=new hello("线程Ｂ");		Thread demo1=new Thread(h2);		demo.start();		demo1.start();	}	private String name;}

【可能的运行结果】：

线程A运行     0

线程Ｂ运行     0

线程Ｂ运行     1

线程Ｂ运行     2

线程Ｂ运行     3

线程Ｂ运行     4

线程A运行     1

线程A运行     2

线程A运行     3

线程A运行     4

 

关于选择继承Thread还是实现Runnable接口？

其实Thread也是实现Runnable接口的：

class Thread implements Runnable {	//…public void run() {		if (target != null) {	   		 target.run();		}    	}}

其实Thread中的run方法调用的是Runnable接口的run方法。不知道大家发现没有，Thread和Runnable都实现了run方法，这种操作模式其实就是代理模式。关于代理模式，我曾经写过一个小例子呵呵，大家有兴趣的话可以看一下：http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/08/18/2144847.html

Thread和Runnable的区别：

如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。

/** * @author Rollen-Holt 继承Thread类，不能资源共享 * */class hello extends Thread {	public void run() {		for (int i = 0; i < 7; i++) {			if (count > 0) {				System.out.println("count= " + count--);			}		}	}	public static void main(String[] args) {		hello h1 = new hello();		hello h2 = new hello();		hello h3 = new hello();		h1.start();		h2.start();		h3.start();	}	private int count = 5;}

 

【运行结果】：

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

大家可以想象，如果这个是一个买票系统的话，如果count表示的是车票的数量的话，说明并没有实现资源的共享。

我们换为Runnable接口

 

class MyThread implements Runnable{	private int ticket = 5;  //5张票	public void run() {		for (int i=0; i<=20; i++) {			if (this.ticket > 0) {				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "正在卖票"+this.ticket--);			}		}	}}public class lzwCode {		public static void main(String [] args) {		MyThread my = new MyThread();		new Thread(my, "1号窗口").start();		new Thread(my, "2号窗口").start();		new Thread(my, "3号窗口").start();	}}

 

　　

 

 

【运行结果】：

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

 

总结一下吧：

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：

1）：适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源

2）：可以避免java中的单继承的限制

3）：增加程序的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立。

 

所以，本人建议大家劲量实现接口。

/** * @author Rollen-Holt  * 取得线程的名称 * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for (int i = 0; i < 3; i++) {			System.out.println(Thread.currentThread().getName());		}	}	public static void main(String[] args) {		hello he = new hello();		new Thread(he,"A").start();		new Thread(he,"B").start();		new Thread(he).start();	}}

【运行结果】：

A

A

A

B

B

B

Thread-0

Thread-0

Thread-0

说明如果我们没有指定名字的话，系统自动提供名字。

提醒一下大家：main方法其实也是一个线程。在java中所以的线程都是同时启动的，至于什么时候，哪个先执行，完全看谁先得到CPU的资源。

 

在java中，每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个ＪＶＭ，每一个ｊＶＭ实习在就是在操作系统中启动了一个进程。

判断线程是否启动

/** * @author Rollen-Holt 判断线程是否启动 * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for (int i = 0; i < 3; i++) {			System.out.println(Thread.currentThread().getName());		}	}	public static void main(String[] args) {		hello he = new hello();		Thread demo = new Thread(he);		System.out.println("线程启动之前---》" + demo.isAlive());		demo.start();		System.out.println("线程启动之后---》" + demo.isAlive());	}}

【运行结果】

线程启动之前---》false

线程启动之后---》true

Thread-0

Thread-0

Thread-0

主线程也有可能在子线程结束之前结束。并且子线程不受影响，不会因为主线程的结束而结束。

 

线程的强制执行：

/**	 * @author Rollen-Holt 线程的强制执行	 * */	class hello implements Runnable {		public void run() {			for (int i = 0; i < 3; i++) {				System.out.println(Thread.currentThread().getName());			}		}			public static void main(String[] args) {			hello he = new hello();			Thread demo = new Thread(he,"线程");			demo.start();			for(int i=0;i<50;++i){				if(i>10){					try{						demo.join();  //强制执行demo					}catch (Exception e) {						e.printStackTrace();					}				}				System.out.println("main 线程执行-->"+i);			}		}	}

【运行的结果】：

main 线程执行-->0

main 线程执行-->1

main 线程执行-->2

main 线程执行-->3

main 线程执行-->4

main 线程执行-->5

main 线程执行-->6

main 线程执行-->7

main 线程执行-->8

main 线程执行-->9

main 线程执行-->10

线程

线程

线程

main 线程执行-->11

main 线程执行-->12

main 线程执行-->13

．．．

 

线程的休眠：

/** * @author Rollen-Holt 线程的休眠 * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for (int i = 0; i < 3; i++) {			try {				Thread.sleep(2000);			} catch (Exception e) {				e.printStackTrace();			}			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i);		}	}	public static void main(String[] args) {		hello he = new hello();		Thread demo = new Thread(he, "线程");		demo.start();	}}

【运行结果】：（结果每隔2s输出一个）

线程0

线程1

线程2

 

线程的中断：

/** * @author Rollen-Holt 线程的中断 * */class hello implements Runnable {	public void run() {		System.out.println("执行run方法");		try {			Thread.sleep(10000);			System.out.println("线程完成休眠");		} catch (Exception e) {			System.out.println("休眠被打断");			return;  //返回到程序的调用处		}		System.out.println("线程正常终止");	}	public static void main(String[] args) {		hello he = new hello();		Thread demo = new Thread(he, "线程");		demo.start();		try{			Thread.sleep(2000);		}catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		}		demo.interrupt(); //2s后中断线程	}}

【运行结果】：

执行run方法

休眠被打断

 

在java程序中，只要前台有一个线程在运行，整个java程序进程不会小时，所以此时可以设置一个后台线程，这样即使java进程小时了，此后台线程依然能够继续运行。

/** * @author Rollen-Holt 后台线程 * */class hello implements Runnable {	public void run() {		while (true) {			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在运行");		}	}	public static void main(String[] args) {		hello he = new hello();		Thread demo = new Thread(he, "线程");		demo.setDaemon(true);		demo.start();	}}

虽然有一个死循环，但是程序还是可以执行完的。因为在死循环中的线程操作已经设置为后台运行了。

线程的优先级：

/** * @author Rollen-Holt 线程的优先级 * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for(int i=0;i<5;++i){			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i);		}	}	public static void main(String[] args) {		Thread h1=new Thread(new hello(),"A");		Thread h2=new Thread(new hello(),"B");		Thread h3=new Thread(new hello(),"C");		h1.setPriority(8);		h2.setPriority(2);		h3.setPriority(6);		h1.start();		h2.start();		h3.start();			}}

 

【运行结果】：

A运行0

A运行1

A运行2

A运行3

A运行4

B运行0

C运行0

C运行1

C运行2

C运行3

C运行4

B运行1

B运行2

B运行3

B运行4

。但是请读者不要误以为优先级越高就先执行。谁先执行还是取决于谁先去的CPU的资源、

 

另外，主线程的优先级是5.

线程的礼让。

在线程操作中，也可以使用yield（）方法，将一个线程的操作暂时交给其他线程执行。

/** * @author Rollen-Holt 线程的优先级 * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for(int i=0;i<5;++i){			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i);			if(i==3){				System.out.println("线程的礼让");				Thread.currentThread().yield();			}		}	}	public static void main(String[] args) {		Thread h1=new Thread(new hello(),"A");		Thread h2=new Thread(new hello(),"B");		h1.start();		h2.start();			}}

A运行0

A运行1

A运行2

A运行3

线程的礼让

A运行4

B运行0

B运行1

B运行2

B运行3

线程的礼让

B运行4

 

 

同步和死锁：

【问题引出】:比如说对于买票系统，有下面的代码：

/** * @author Rollen-Holt  * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for(int i=0;i<10;++i){			if(count>0){				try{					Thread.sleep(1000);				}catch(InterruptedException e){					e.printStackTrace();				}				System.out.println(count--);			}		}	}	public static void main(String[] args) {		hello he=new hello();		Thread h1=new Thread(he);		Thread h2=new Thread(he);		Thread h3=new Thread(he);		h1.start();		h2.start();		h3.start();	}	private int count=5;}

【运行结果】：

5

4

3

2

1

0

-1

这里出现了-1，显然这个是错的。，应该票数不能为负值。

如果想解决这种问题，就需要使用同步。所谓同步就是在统一时间段中只有有一个线程运行，

其他的线程必须等到这个线程结束之后才能继续执行。

【使用线程同步解决问题】

采用同步的话，可以使用同步代码块和同步方法两种来完成。

 

【同步代码块】：

语法格式：

synchronized（同步对象）{

 //需要同步的代码

}

但是一般都把当前对象this作为同步对象。

比如对于上面的买票的问题，如下：

/** * @author Rollen-Holt  * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for(int i=0;i<10;++i){			synchronized (this) {				if(count>0){					try{						Thread.sleep(1000);					}catch(InterruptedException e){						e.printStackTrace();					}					System.out.println(count--);				}			}		}	}	public static void main(String[] args) {		hello he=new hello();		Thread h1=new Thread(he);		Thread h2=new Thread(he);		Thread h3=new Thread(he);		h1.start();		h2.start();		h3.start();	}	private int count=5;}

【运行结果】：（每一秒输出一个结果）

5

4

3

2

1

【同步方法】

也可以采用同步方法。

语法格式为synchronized 方法返回类型方法名（参数列表）{

    // 其他代码

}

现在，我们采用同步方法解决上面的问题。

/** * @author Rollen-Holt * */class hello implements Runnable {	public void run() {		for (int i = 0; i < 10; ++i) {			sale();		}	}	public synchronized void sale() {		if (count > 0) {			try {				Thread.sleep(1000);			} catch (InterruptedException e) {				e.printStackTrace();			}			System.out.println(count--);		}	}	public static void main(String[] args) {		hello he = new hello();		Thread h1 = new Thread(he);		Thread h2 = new Thread(he);		Thread h3 = new Thread(he);		h1.start();		h2.start();		h3.start();	}	private int count = 5;}

【运行结果】（每秒输出一个）

5

4

3

2

1

提醒一下，当多个线程共享一个资源的时候需要进行同步，但是过多的同步可能导致死锁。

此处列举经典的生产者和消费者问题。

【生产者和消费者问题】

先看一段有问题的代码。

class Info {	public String getName() {		return name;	}	public void setName(String name) {		this.name = name;	}	public int getAge() {		return age;	}	public void setAge(int age) {		this.age = age;	}	private String name = "Rollen";	private int age = 20;}/** * 生产者 * */class Producer implements Runnable{	private Info info=null;	Producer(Info info){		this.info=info;	}		public void run(){		boolean flag=false;		for(int i=0;i<25;++i){			if(flag){				this.info.setName("Rollen");				try{					Thread.sleep(100);				}catch (Exception e) {					e.printStackTrace();				}				this.info.setAge(20);				flag=false;			}else{				this.info.setName("chunGe");				try{					Thread.sleep(100);				}catch (Exception e) {					e.printStackTrace();				}				this.info.setAge(100);				flag=true;			}		}	}}/** * 消费者类 * */class Consumer implements Runnable{	private Info info=null;	public Consumer(Info info){		this.info=info;	}		public void run(){		for(int i=0;i<25;++i){			try{				Thread.sleep(100);			}catch (Exception e) {				e.printStackTrace();			}			System.out.println(this.info.getName()+"<---->"+this.info.getAge());		}	}}/** * 测试类 * */class hello{	public static void main(String[] args) {		Info info=new Info();		Producer pro=new Producer(info);		Consumer con=new Consumer(info);		new Thread(pro).start();		new Thread(con).start();	}}

【运行结果】：

Rollen<---->100

chunGe<---->20

chunGe<---->100

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

Rollen<---->100

Rollen<---->100

chunGe<---->20

chunGe<---->20

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

大家可以从结果中看到，名字和年龄并没有对于。

 

那么如何解决呢？

<!--[if !supportLists]-->1）<!--[endif]-->加入同步

<!--[if !supportLists]-->2）<!--[endif]-->加入等待和唤醒

先来看看加入同步会是如何。

class Info {		public String getName() {		return name;	}	public void setName(String name) {		this.name = name;	}	public int getAge() {		return age;	}	public void setAge(int age) {		this.age = age;	}	public synchronized void set(String name, int age){		this.name=name;		try{			Thread.sleep(100);		}catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		}		this.age=age;	}		public synchronized void get(){		try{			Thread.sleep(100);		}catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		}		System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge());	}	private String name = "Rollen";	private int age = 20;}/** * 生产者 * */class Producer implements Runnable {	private Info info = null;	Producer(Info info) {		this.info = info;	}	public void run() {		boolean flag = false;		for (int i = 0; i < 25; ++i) {			if (flag) {								this.info.set("Rollen", 20);				flag = false;			} else {				this.info.set("ChunGe", 100);				flag = true;			}		}	}}/** * 消费者类 * */class Consumer implements Runnable {	private Info info = null;	public Consumer(Info info) {		this.info = info;	}	public void run() {		for (int i = 0; i < 25; ++i) {			try {				Thread.sleep(100);			} catch (Exception e) {				e.printStackTrace();			}			this.info.get();		}	}}/** * 测试类 * */class hello {	public static void main(String[] args) {		Info info = new Info();		Producer pro = new Producer(info);		Consumer con = new Consumer(info);		new Thread(pro).start();		new Thread(con).start();	}}

【运行结果】：

Rollen<===>20

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

Rollen<===>20

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

从运行结果来看，错乱的问题解决了，现在是Rollen 对应20，ChunGe对于100

，但是还是出现了重复读取的问题，也肯定有重复覆盖的问题。如果想解决这个问题，就需要使用Object类帮忙了、

，我们可以使用其中的等待和唤醒操作。

要完成上面的功能，我们只需要修改Info类饥渴，在其中加上标志位，并且通过判断标志位完成等待和唤醒的操作，代码如下：

class Info {		public String getName() {		return name;	}	public void setName(String name) {		this.name = name;	}	public int getAge() {		return age;	}	public void setAge(int age) {		this.age = age;	}	public synchronized void set(String name, int age){		if(!flag){			try{				super.wait();			}catch (Exception e) {				e.printStackTrace();			}		}		this.name=name;		try{			Thread.sleep(100);		}catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		}		this.age=age;		flag=false;		super.notify();	}		public synchronized void get(){		if(flag){			try{				super.wait();			}catch (Exception e) {				e.printStackTrace();			}		}				try{			Thread.sleep(100);		}catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		}		System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge());		flag=true;		super.notify();	}	private String name = "Rollen";	private int age = 20;	private boolean flag=false;}/** * 生产者 * */class Producer implements Runnable {	private Info info = null;	Producer(Info info) {		this.info = info;	}	public void run() {		boolean flag = false;		for (int i = 0; i < 25; ++i) {			if (flag) {								this.info.set("Rollen", 20);				flag = false;			} else {				this.info.set("ChunGe", 100);				flag = true;			}		}	}}/** * 消费者类 * */class Consumer implements Runnable {	private Info info = null;	public Consumer(Info info) {		this.info = info;	}	public void run() {		for (int i = 0; i < 25; ++i) {			try {				Thread.sleep(100);			} catch (Exception e) {				e.printStackTrace();			}			this.info.get();		}	}}/** * 测试类 * */class hello {	public static void main(String[] args) {		Info info = new Info();		Producer pro = new Producer(info);		Consumer con = new Consumer(info);		new Thread(pro).start();		new Thread(con).start();	}}

【程序运行结果】：Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20ChunGe<===>100Rollen<===>20先在看结果就可以知道，之前的问题完全解决。

《完》

PS（写在后面）：

本人深知学的太差，所以希望大家能多多指点。另外，关于多线程其实有很多的知识，由于目前我也就知道的不太多，写了一些常用的。虽然在操作系统这门课上学了很多的线程和进程，比如银行家算法等等的，以后有时间在补充，大家有什么好资料可以留个言，大家一起分享一下，谢谢了。