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Java线程

飞熊 • • 后端笔记 • 阅读 166

得意时要看淡，失意时要看开。不论得意失意，切莫大意;不论成功失败，切莫止步。志得意满时，需要的是淡然，给自己留一条退路;失意落魄时，需要的是泰然，给自己觅一条出路Java线程，希望对大家有帮助，欢迎收藏，转发！站点地址：www.bmabk.com，来源：原文

进程与线程

进程
在操作系统中，每个独立的执行的程序都是一个进程，计算机上都是安装的多任务操作系统，能同时执行多个应用程序。

在多任务的操作系统中，逻辑上是同时运行的，实际上并不是，所有应用程序都是由CPU执行，对于CPU来说，一个时间点只能运行一个程序。操作系统会为每个进程分配一段有限的CPU占有时间，占有时间都在同一条时间线上。

线程
每个运行的程序都是一个进程，在一个程序中还可以有多个可执行的单元，每个单元称为线程。每个进程中至少存在一个线程。

当启动Java程序时，就会产生一个进程，并创建一个线程，执行主函数的代码。代码会按调用顺序从上往下依次执行，称为单线程程序，如果希望程序多端代码交替运行，则需要创建多个线程。

线程和进程一样都是由CPU执行的，在同一条时间线上，逻辑上是同时执行的。

线程创建

Java中提供了两种多线程的实现方式，一种是继承java.lang包下的Thread类，重写run()方法，在run方法类实现线程代码；另一种方法是实现java.lang.Runable接口，重写run()方法。

继承Thread

//继承Thread
import java.lang.Thread;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread=new MyThread();
        myThread.run();
        for (int i=0;i<10;i++){
            System.out.println("main is running");
        }
    }

    static class MyThread extends Thread{

        @Override
        public void run() {
            for(int i=0;i<10;i++){
                System.out.println("MyThread is running");
            }

        }
    }
}

在这里插入图片描述

上面代码演示了一个单线的案例，run是继承Thread创建的一个线程，该线程结束后主程序才结束。

多线程需要持续运行的程序才能体现出来，系统分配CPU占用时间。

//多线程演示用start()方法，run会抢占线程
import java.lang.Thread;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread=new MyThread();
        myThread.start();
        while (true){
            System.out.println("main is running");
        }
    }

    static class MyThread extends Thread{

        @Override
        public void run() {
            while (true){
                System.out.println("MyThread is running");
            }

        }

    }
}

在这里插入图片描述

如图看出两个线程是交替运行，由系统膏分配CPU占用时间。注意：用start()开启线程，不能用run()会抢占线程。

多线程与单线程的区别在于动态占用CPU时间。单线程独占，多线程系统分配。

实现Runnable接口

Thread创建线程的弊端在于必须继承Thread，而已经存在继承关系的类就不能在继承了（Java单继承原理）。Runnable接口的优势在于其只实现了Thread的run方法，只需重写逻辑，并将Runnable作为参数传递给Thread，这样就不用继承Thread。

//将Runnable作为参数传到Thread
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread=new Thread(new MyRunnable());
        thread.start();

        Thread thread1=new Thread(new MyRunnableOne());
        thread1.start();
    }

    static class MyRunnable implements Runnable{

        @Override
        public void run() {
            while (true){
                System.out.println("Runnable is running");
            }

        }
    }

    static class MyRunnableOne implements Runnable{

        @Override
        public void run() {
            while (true){
                System.out.println("RunnableOne is running");
            }

        }
    }
}

在这里插入图片描述

线程应用

Thread和Runnable都能实现线程，那么有什么区别呢？

Thread是独立的

class MyThreadOne extends Thread{
    private int total=100;
    @Override
    public void run() {
        while (total>=1){
            //获取当前线程
            Thread thread=Thread.currentThread();
            //获取线程名
            String th_name=thread.getName();
            System.out.println(th_name+"正在发售第"+total--+"张票");
        }
    }
}

public class MainApp {

    public static void main(String[] args) {
        MyThreadOne myThreadOne1=new MyThreadOne();
        MyThreadOne myThreadOne2=new MyThreadOne();
        MyThreadOne myThreadOne3=new MyThreadOne();
        myThreadOne1.start();
        myThreadOne2.start();
        myThreadOne3.start();
    }

}

代码实现了继承Thread，内部有100张票，三个线程发售。
在这里插入图片描述
由结果可以发现线程Thread-0和1，2都各自发售了第100次票，显然他们是独立的。

Runnable线程是合作的

package com.company.runnable;

class MyRunnable implements Runnable{
    private int total=100;
    @Override
    public void run() {
        while (total>=1){
            //获取当前线程
            Thread thread=Thread.currentThread();
            //获取线程名
            String th_name=thread.getName();
            System.out.println(th_name+"正在发售第"+total--+"张票");
        }
    }
}

public class MainApp {
    public static void main(String[] args) {
        Thread myThreadOne1=new Thread(new MyRunnable());
        Thread myThreadOne2=new Thread(new MyRunnable());
        Thread myThreadOne3=new Thread(new MyRunnable());
        myThreadOne1.start();
        myThreadOne2.start();
        myThreadOne3.start();

    }
}

代码继承Runnable重写run方法，内部100张票
在这里插入图片描述
由结果可以看出所有线程共享成员变量。

除了上面案例外由多态特性也可以理解，通过实例化Thread创建是不同的对象，对象间是独立的，毫无关联的。而实现Runnable接口，仅仅是重写了run()方法，他们共享成员变量。

线程生命周期及状态转换

Java对象中任何对象都有生命周期，线程也不例外，Thread对象创建完成，线程的生命周期就开始了，当run抛出异常或阶段性关闭，线程就结束了。

线程的生命周期分为五个阶段：新建状态（New）、就绪状态（Runnable）、运行状态（Running）、阻塞状态（Blocked）、死亡状态（Terminated），线程的不同状态表明了线程当前正在运行的活动。

  1. 新建状态
    JVM分配内存，没有任何线程特征。
  2. 就绪状态
    当线程调用start()方法后，线程进入就绪状态，线程位于线程队列中，等待CPU分配。
  3. 运行状态
    获得CPU使用权后执行线程执行体，该程序处于运行状态。系统剥夺CPU使用权后，处于等待状态，等待再次占有CPU，直至程序结束。
  4. 阻塞状态
    运行的线程由于某种原因，被迫让出CPU使用权而进入阻塞状态。此时线程并没有进入等待对列，CPU由其他等待对列中的线程使用，直至解除阻塞状态，进入等待对列，等待系统分配CPU使用权后才能再次执行。
    notify()和·wait()方法可以使线程进入阻塞状态。sleep()方法使阻塞特定时间，join()加入新进程会阻塞原进程，直至新进程运行完毕。

线程调度

程序的多个线程逻辑上使并发的，某个线程要想被执行必须获取CPU占有权，由Java虚拟机按特定的机制为线程分配CPU的使用权叫线程的调度。

线程调度由两种模型：分时调度和抢占式调度。分时调度使在实现线上，按相同维度的时间片轮流分配CPU使用权。抢占式调度是按优先级分配CPU使用权。

线程优先级
Java JVM默认是抢占式调度，优先级决定了CPU分配顺序。
在这里插入图片描述
图中大写的常量设置线程优先级。

线程休眠
sleep(long millis)方法让线程休眠一段时间把CPU让给其他线程。该方法时静态方法，只能控制当前的线程休眠，休眠结束后，该线程进入等待对列。

线程让步
线程让步时正在执行的线程将CPU让给其他线程，yield()方法。

线程插队
线程可以通过join()方法在某个线程之前执行。

线程安全
多线程共享资源时由于延迟或其他原因导致的错误。

class MyRunnable implements Runnable{
    private int total=5;
    @Override
    public void run() {
        while (total>=1){
            //获取当前线程
            Thread thread=Thread.currentThread();
            //获取线程名
            String th_name=thread.getName();
            //添加延迟
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(th_name+"正在发售第"+total--+"张票");
        }
    }
}


public class MainApp {
    public static void main(String[] args) {
        Thread myThreadOne1=new Thread(new MyRunnable());
        Thread myThreadOne2=new Thread(new MyRunnable());
        Thread myThreadOne3=new Thread(new MyRunnable());
        myThreadOne1.start();
        myThreadOne2.start();
        myThreadOne3.start();

    }
}

代码模拟了10毫秒的延迟，线程执行的进度是不一样的。
在这里插入图片描述
由于线程都有10毫秒的休眠，出现了很多重复的情况。

Java提供了同步机制，当多个线程使用同一个共享资源时将执行共享资源的代码放在synchronized关键字修饰的代码块中，这个代码块被称作同步代码块。

synchronized 返回值类型 方法名([参数列表]){代码块}

synchronized (obj){
    while (total>0){
        //获取当前线程
        Thread thread=Thread.currentThread();
        //获取线程名
        String th_name=thread.getName();
        //添加延迟
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(th_name+"正在发售第"+total--+"张票");
    }
}

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文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/156296.html

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