進程與線程
進程是程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程，它需要經(jīng)歷從代碼加載，代碼執(zhí)行到執(zhí)行完畢的一個完整的過程，這個過程也是進程本身從產(chǎn)生，發(fā)展到最終消亡的過程。多進程操作系統(tǒng)能同時達運行多個進程（程序），由于 CPU 具備分時機制，所以每個進程都能循環(huán)獲得自己的CPU 時間片。由于 CPU 執(zhí)行速度非常快，使得所有程序好像是在同時運行一樣。
多線程是實現(xiàn)并發(fā)機制的一種有效手段。進程和線程一樣，都是實現(xiàn)并發(fā)的一個基本單位。線程是比進程更小的執(zhí)行單位，線程是進程的基礎(chǔ)之上進行進一步的劃分。所謂多線程是指一個進程在執(zhí)行過程中可以產(chǎn)生多個更小的程序單元，這些更小的單元稱為線程，這些線程可以同時存在，同時運行，一個進程可能包含多個同時執(zhí)行的線程。進程與線程的區(qū)別如圖所示：
Java中線程實現(xiàn)的方式
在 Java 中實現(xiàn)多線程有兩種手段，一種是繼承 Thread 類，另一種就是實現(xiàn) Runnable 接口。下面我們就分別來介紹這兩種方式的使用。
實現(xiàn) Runnable 接口
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package ljz;class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口，作為線程的實現(xiàn)類 private String name ; // 表示線程的名稱 public MyThread(String name){ this.name = name ; // 通過構(gòu)造方法配置name屬性 } public void run(){ // 覆寫run()方法，作為線程 的操作主體 for(int i=0;i<10;i++){ System.out.println(name + "運行，i = " + i) ; } }};public class RunnableDemo01{ public static void main(String args[]){ MyThread mt1 = new MyThread("線程A ") ; // 實例化對象 MyThread mt2 = new MyThread("線程B ") ; // 實例化對象 Thread t1 = new Thread(mt1) ; // 實例化Thread類對象 Thread t2 = new Thread(mt2) ; // 實例化Thread類對象 t1.start() ; // 啟動多線程 t2.start() ; // 啟動多線程 }}; |
程序運行結(jié)果：
繼承 Thread 類
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class MyThread extends Thread{ // 繼承Thread類，作為線程的實現(xiàn)類 private String name ; // 表示線程的名稱 public MyThread(String name){ this.name = name ; // 通過構(gòu)造方法配置name屬性 } public void run(){ // 覆寫run()方法，作為線程 的操作主體 for(int i=0;i<10;i++){ System.out.println(name + "運行，i = " + i) ; } }};public class ThreadDemo02{ public static void main(String args[]){ MyThread mt1 = new MyThread("線程A ") ; // 實例化對象 MyThread mt2 = new MyThread("線程B ") ; // 實例化對象 mt1.start() ; // 調(diào)用線程主體 mt2.start() ; // 調(diào)用線程主體 }}; |
程序運行結(jié)果：
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從程序可以看出，現(xiàn)在的兩個線程對象是交錯運行的，哪個線程對象搶到了 CPU 資源，哪個線程就可以運行，所以程序每次的運行結(jié)果肯定是不一樣的，在線程啟動雖然調(diào)用的是 start() 方法，但實際上調(diào)用的卻是 run() 方法定義的主體。
Thread 類和 Runnable 接口
通過 Thread 類和 Runable 接口都可以實現(xiàn)多線程，那么兩者有哪些聯(lián)系和區(qū)別呢？下面我們觀察 Thread 類的定義。
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public class Thread extends Object implements Runnable |
從 Thread 類的定義可以清楚的發(fā)現(xiàn)，Thread 類也是 Runnable 接口的子類，但在Thread類中并沒有完全實現(xiàn) Runnable 接口中的 run() 方法，下面是 Thread 類的部分定義。
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Private Runnable target；public Thread(Runnable target,String name){ init(null,target,name,0);}private void init(ThreadGroup g,Runnable target,String name,long stackSize){ ... this.target=target;}public void run(){ if(target!=null){ target.run(); }} |
從定義中可以發(fā)現(xiàn)，在 Thread 類中的 run() 方法調(diào)用的是 Runnable 接口中的 run() 方法，也就是說此方法是由 Runnable 子類完成的，所以如果要通過繼承 Thread 類實現(xiàn)多線程，則必須覆寫 run()。
實際上 Thread 類和 Runnable 接口之間在使用上也是有區(qū)別的，如果一個類繼承 Thread類，則不適合于多個線程共享資源，而實現(xiàn)了 Runnable 接口，就可以方便的實現(xiàn)資源的共享。
線程的狀態(tài)變化
要想實現(xiàn)多線程，必須在主線程中創(chuàng)建新的線程對象。任何線程一般具有5種狀態(tài)，即創(chuàng)建，就緒，運行，阻塞，終止。下面分別介紹一下這幾種狀態(tài)：
- 創(chuàng)建狀態(tài)
在程序中用構(gòu)造方法創(chuàng)建了一個線程對象后，新的線程對象便處于新建狀態(tài)，此時它已經(jīng)有了相應(yīng)的內(nèi)存空間和其他資源，但還處于不可運行狀態(tài)。新建一個線程對象可采用Thread 類的構(gòu)造方法來實現(xiàn)，例如 “Thread thread=new Thread()”。
- 就緒狀態(tài)
新建線程對象后，調(diào)用該線程的 start() 方法就可以啟動線程。當線程啟動時，線程進入就緒狀態(tài)。此時，線程將進入線程隊列排隊，等待 CPU 服務(wù)，這表明它已經(jīng)具備了運行條件。
- 運行狀態(tài)
當就緒狀態(tài)被調(diào)用并獲得處理器資源時，線程就進入了運行狀態(tài)。此時，自動調(diào)用該線程對象的 run() 方法。run() 方法定義該線程的操作和功能。
- 阻塞狀態(tài)
一個正在執(zhí)行的線程在某些特殊情況下，如被人為掛起或需要執(zhí)行耗時的輸入/輸出操作，會讓 CPU 暫時中止自己的執(zhí)行，進入阻塞狀態(tài)。在可執(zhí)行狀態(tài)下，如果調(diào)用sleep(),suspend(),wait() 等方法，線程都將進入阻塞狀態(tài)，發(fā)生阻塞時線程不能進入排隊隊列，只有當引起阻塞的原因被消除后，線程才可以轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。
- 死亡狀態(tài)
線程調(diào)用 stop() 方法時或 run() 方法執(zhí)行結(jié)束后，即處于死亡狀態(tài)。處于死亡狀態(tài)的線程不具有繼續(xù)運行的能力。
在此提出一個問題，Java 程序每次運行至少啟動幾個線程？
回答：至少啟動兩個線程，每當使用 Java 命令執(zhí)行一個類時，實際上都會啟動一個 JVM，每一個JVM實際上就是在操作系統(tǒng)中啟動一個線程，Java 本身具備了垃圾的收集機制。所以在 Java 運行時至少會啟動兩個線程，一個是 main 線程，另外一個是垃圾收集線程。
取得和設(shè)置線程的名稱
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class MyThread implements Runnable{ //實現(xiàn)Runnable接口 public void run(){ for(int i=0;i<3;i++){ System.Out.Println(Thread.currentThread().getName()+"運行, i="+i); //取得當前線程的名稱 } }};public class ThreadDemo{public static void main(String args[]){ MyThread my=new MyThread(); //定義Runnable子類對象 new Thread(my).start; //系統(tǒng)自動設(shè)置線程名稱 new Thread(my,"線程A").start(); //手工設(shè)置線程名稱 }}; |
程序運行結(jié)果：
線程的操作方法
剛才在分析自定義模式工作原理的時候其實就已經(jīng)提到了，如果想要更改Glide的默認配
線程的強制運行
在線程操作中，可以使用 join() 方法讓一個線程強制運行，線程強制運行期間，其他線程無法運行，必須等待此線程完成之后才可以繼續(xù)執(zhí)行。
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class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口 public void run(){ // 覆寫run()方法 for(int i=0;i<50;i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字 } }};public class ThreadJoinDemo{ public static void main(String args[]){ MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象 Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象 t.start() ; // 啟動線程 for(int i=0;i<50;i++){ if(i>10){ try{ t.join() ; // 線程強制運行 }catch(InterruptedException e){ } } System.out.println("Main線程運行 --> " + i) ; } }}; |
程序運行結(jié)果：
線程的休眠
在程序中允許一個線程進行暫時的休眠，直接使用 Thread.sleep() 即可實現(xiàn)休眠。
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class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口 public void run(){ // 覆寫run()方法 for(int i=0;i<50;i++){ try{ Thread.sleep(500) ; // 線程休眠 }catch(InterruptedException e){ } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字 } }};public class ThreadSleepDemo{ public static void main(String args[]){ MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象 Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象 t.start() ; // 啟動線程 }}; |
程序執(zhí)行結(jié)果：
中斷線程
當一個線程運行時，另外一個線程可以直接通過interrupt()方法中斷其運行狀態(tài)。
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class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口 public void run(){ // 覆寫run()方法 System.out.println("1、進入run()方法") ; try{ Thread.sleep(10000) ; // 線程休眠10秒 System.out.println("2、已經(jīng)完成了休眠") ; }catch(InterruptedException e){ System.out.println("3、休眠被終止") ; return ; // 返回調(diào)用處 } System.out.println("4、run()方法正常結(jié)束") ; }};public class ThreadInterruptDemo{ public static void main(String args[]){ MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象 Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象 t.start() ; // 啟動線程 try{ Thread.sleep(2000) ; // 線程休眠2秒 }catch(InterruptedException e){ System.out.println("3、休眠被終止") ; } t.interrupt() ; // 中斷線程執(zhí)行 }}; |
程序運行結(jié)果是：
后臺線程
在 Java 程序中，只要前臺有一個線程在運行，則整個 Java 進程都不會消失，所以此時可以設(shè)置一個后臺線程，這樣即使 Java 線程結(jié)束了，此后臺線程依然會繼續(xù)執(zhí)行，要想實現(xiàn)這樣的操作，直接使用 setDaemon() 方法即可。
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class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口 public void run(){ // 覆寫run()方法 while(true){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在運行。") ; } }};public class ThreadDaemonDemo{ public static void main(String args[]){ MyThread mt = new MyThread() ; // 實例化Runnable子類對象 Thread t = new Thread(mt,"線程"); // 實例化Thread對象 t.setDaemon(true) ; // 此線程在后臺運行 t.start() ; // 啟動線程 }}; |
在線程類 MyThread 中，盡管 run() 方法中是死循環(huán)的方式，但是程序依然可以執(zhí)行完，因為方法中死循環(huán)的線程操作已經(jīng)設(shè)置成后臺運行。
線程的優(yōu)先級
在 Java 的線程操作中，所有的線程在運行前都會保持在就緒狀態(tài)，那么此時，哪個線程的優(yōu)先級高，哪個線程就有可能會先被執(zhí)行。
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class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口 public void run(){ // 覆寫run()方法 for(int i=0;i<5;i++){ try{ Thread.sleep(500) ; // 線程休眠 }catch(InterruptedException e){ } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字 } }};public class ThreadPriorityDemo{ public static void main(String args[]){ Thread t1 = new Thread(new MyThread(),"線程A") ; // 實例化線程對象 Thread t2 = new Thread(new MyThread(),"線程B") ; // 實例化線程對象 Thread t3 = new Thread(new MyThread(),"線程C") ; // 實例化線程對象 t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級最低 t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級最高 t3.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY) ; // 優(yōu)先級最中等 t1.start() ; // 啟動線程 t2.start() ; // 啟動線程 t3.start() ; // 啟動線程 }}; |
程序運行結(jié)果：
從程序的運行結(jié)果中可以觀察到，線程將根據(jù)其優(yōu)先級的大小來決定哪個線程會先運行，但是需要注意并非優(yōu)先級越高就一定會先執(zhí)行，哪個線程先執(zhí)行將由 CPU 的調(diào)度決定。
線程的禮讓
在線程操作中，也可以使用 yield() 方法將一個線程的操作暫時讓給其他線程執(zhí)行
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class MyThread implements Runnable{ // 實現(xiàn)Runnable接口 public void run(){ // 覆寫run()方法 for(int i=0;i<5;i++){ try{ Thread.sleep(500) ; }catch(Exception e){ } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運行，i = " + i) ; // 取得當前線程的名字 if(i==2){ System.out.print("線程禮讓：") ; Thread.currentThread().yield() ; // 線程禮讓 } } }};public class ThreadYieldDemo{ public static void main(String args[]){ MyThread my = new MyThread() ; // 實例化MyThread對象 Thread t1 = new Thread(my,"線程A") ; Thread t2 = new Thread(my,"線程B") ; t1.start() ; t2.start() ; }}; |
程序執(zhí)行結(jié)果：
同步以及死鎖
一個多線程的程序如果是通過 Runnable 接口實現(xiàn)的，則意味著類中的屬性被多個線程共享，那么這樣就會造成一種問題，如果這多個線程要操作同一個資源時就有可能出現(xiàn)資源同步問題。
解決方法：
同步代碼塊
synchronized(同步對象)｛
需要同步的代碼
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class MyThread implements Runnable{ private int ticket = 5 ; // 假設(shè)一共有5張票 public void run(){ for(int i=0;i<100;i++){ synchronized(this){ // 要對當前對象進行同步 if(ticket>0){ // 還有票 try{ Thread.sleep(300) ; // 加入延遲 }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace() ; } System.out.println("賣票：ticket = " + ticket-- ); } } } }};public class SyncDemo02{ public static void main(String args[]){ MyThread mt = new MyThread() ; // 定義線程對象 Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象 Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象 Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象 t1.start() ; t2.start() ; t3.start() ; }}; |
程序執(zhí)行結(jié)果：
同步方法
除了可以將需要的代碼設(shè)置成同步代碼塊外，也可以使用 synchronized 關(guān)鍵字將一個方法聲明為同步方法。
synchronized 方法返回值 方法名稱（參數(shù)列表）｛
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class MyThread implements Runnable{ private int ticket = 5 ; // 假設(shè)一共有5張票 public void run(){ for(int i=0;i<100;i++){ this.sale() ; // 調(diào)用同步方法 } } public synchronized void sale(){ // 聲明同步方法 if(ticket>0){ // 還有票 try{ Thread.sleep(300) ; // 加入延遲 }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace() ; } System.out.println("賣票：ticket = " + ticket-- ); } }};public class SyncDemo03{ public static void main(String args[]){ MyThread mt = new MyThread() ; // 定義線程對象 Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象 Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象 Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定義Thread對象 t1.start() ; t2.start() ; t3.start() ; }}; |
程序執(zhí)行結(jié)果：
從程序運行的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，此代碼完成了與之前同步代碼同樣的功能。
死鎖
同步可以保證資源共享操作的正確性，但是過多同步也會產(chǎn)生問題。例如，現(xiàn)在張三想要李四的畫，李四想要張三的書，張三對李四說“把你的畫給我，我就給你書”，李四也對張三說“把你的書給我，我就給你畫”兩個人互相等對方先行動，就這么干等沒有結(jié)果，這實際上就是死鎖的概念。
所謂死鎖，就是兩個線程都在等待對方先完成，造成程序的停滯，一般程序的死鎖都是在程序運行時出現(xiàn)的。
下面以一個簡單范例說明這個概念
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class Zhangsan{ // 定義張三類 public void say(){ System.out.println("張三對李四說：“你給我畫，我就把書給你。”") ; } public void get(){ System.out.println("張三得到畫了。") ; }};class Lisi{ // 定義李四類 public void say(){ System.out.println("李四對張三說：“你給我書，我就把畫給你”") ; } public void get(){ System.out.println("李四得到書了。") ; }};public class ThreadDeadLock implements Runnable{ private static Zhangsan zs = new Zhangsan() ; // 實例化static型對象 private static Lisi ls = new Lisi() ; // 實例化static型對象 private boolean flag = false ; // 聲明標志位，判斷那個先說話 public void run(){ // 覆寫run()方法 if(flag){ synchronized(zs){ // 同步張三 zs.say() ; try{ Thread.sleep(500) ; }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace() ; } synchronized(ls){ zs.get() ; } } }else{ synchronized(ls){ ls.say() ; try{ Thread.sleep(500) ; }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace() ; } synchronized(zs){ ls.get() ; } } } } public static void main(String args[]){ ThreadDeadLock t1 = new ThreadDeadLock() ; // 控制張三 ThreadDeadLock t2 = new ThreadDeadLock() ; // 控制李四 t1.flag = true ; t2.flag = false ; Thread thA = new Thread(t1) ; Thread thB = new Thread(t2) ; thA.start() ; thB.start() ; }}; |
程序運行結(jié)果：
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以下代碼不再執(zhí)行，程序進入死鎖狀態(tài)。
到此這篇關(guān)于Java多線程詳細總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java多線程內(nèi)容請搜索服務(wù)器之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持服務(wù)器之家！
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