java多线程总结-白红宇

java多线程总结

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发布时间：2019-06-09

本文共 23891 字，大约阅读时间需要 79 分钟。

http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/08/28/2156357.html 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：

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】：

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

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

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】：

-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）

【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）

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

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？

1）加入同步

2）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

Rollen<===>20

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》

转载于:https://www.cnblogs.com/svennee/p/4081151.html

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