Java多线程

Java 多线程编程
Java 给多线程编程提供了内置的支持。一个多线程程序包含两个或多个能并发运行的部分。程序的每一部分都称作一个线程，并且每个线程定义了一个独立的执行路径。
多线程是多任务的一种特别的形式，但多线程使用了更小的资源开销。

这里定义和线程相关的另一个术语 - 进程：
一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。一个进程一直运行，直到所有的非守候线程都结束运行后才能结束。
多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。

• 线程安全：经常用来描绘一段代码。指在并发的情况之下，该代码经过多线程使用，线程的调度顺序不影响任何结果。

菜鸟教程

一个线程的生命周期:

• 新建状态:
  使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。
• 就绪状态:
  当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。
• 运行状态:
  如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
• 阻塞状态:
  如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：
  • 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
  • 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
  • 其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。
• 死亡状态:
  一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

image

线程的优先级
每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。
Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。
默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。
具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台。

创建一个线程
Java 提供了三种创建线程的方法：
通过实现 Runnable 接口；
通过继承 Thread 类本身；
通过 Callable 和 Future 创建线程。

线程run()方法的调用是在就绪状态后，当系统分配资源后开始自动调用。

实现Runnable的匿名类方法：

new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

            }
        }).start();

继承Thread:

public class ThreadDemo extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        super.run();
    }

    @Override
    public synchronized void start() {
        super.start();
    }
}

通过 Callable 和 Future 创建线程

• 1. 创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。
• 2. 创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
• 3. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
• 4. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 * Created by Administrator on 2018/3/4.
 */

public class CallableThreadTest implements Callable {
    public static void main(String[] args)
    {
        CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
        FutureTask ft = new FutureTask<>(ctt);
        for(int i = 0;i < 100;i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);
            if(i==20)
            {
                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();
            }
        }
        try
        {
            System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

    }
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int i = 0;
        for(;i<100;i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
        return i;
    }
}

某次运行结果：
main 的循环变量i的值0
main 的循环变量i的值1
main 的循环变量i的值2
main 的循环变量i的值3
main 的循环变量i的值4
main 的循环变量i的值5
main 的循环变量i的值6
main 的循环变量i的值7
main 的循环变量i的值8
main 的循环变量i的值9
main 的循环变量i的值10
main 的循环变量i的值11
main 的循环变量i的值12
main 的循环变量i的值13
main 的循环变量i的值14
main 的循环变量i的值15
main 的循环变量i的值16
main 的循环变量i的值17
main 的循环变量i的值18
main 的循环变量i的值19
main 的循环变量i的值20
main 的循环变量i的值21
main 的循环变量i的值22
有返回值的线程 0
main 的循环变量i的值23
有返回值的线程 1
main 的循环变量i的值24
有返回值的线程 2
main 的循环变量i的值25
有返回值的线程 3
main 的循环变量i的值26
main 的循环变量i的值27
有返回值的线程 4
main 的循环变量i的值28
有返回值的线程 5
main 的循环变量i的值29
有返回值的线程 6
main 的循环变量i的值30
有返回值的线程 7
main 的循环变量i的值31
有返回值的线程 8
main 的循环变量i的值32
有返回值的线程 9
main 的循环变量i的值33
有返回值的线程 10
main 的循环变量i的值34
有返回值的线程 11
main 的循环变量i的值35
有返回值的线程 12
main 的循环变量i的值36
有返回值的线程 13
main 的循环变量i的值37
有返回值的线程 14
main 的循环变量i的值38
有返回值的线程 15
main 的循环变量i的值39
有返回值的线程 16
main 的循环变量i的值40
有返回值的线程 17
main 的循环变量i的值41
有返回值的线程 18
main 的循环变量i的值42
有返回值的线程 19
main 的循环变量i的值43
有返回值的线程 20
main 的循环变量i的值44
有返回值的线程 21
main 的循环变量i的值45
有返回值的线程 22
main 的循环变量i的值46
有返回值的线程 23
main 的循环变量i的值47
有返回值的线程 24
main 的循环变量i的值48
有返回值的线程 25
main 的循环变量i的值49
有返回值的线程 26
main 的循环变量i的值50
有返回值的线程 27
main 的循环变量i的值51
有返回值的线程 28
main 的循环变量i的值52
有返回值的线程 29
main 的循环变量i的值53
有返回值的线程 30
main 的循环变量i的值54
有返回值的线程 31
main 的循环变量i的值55
有返回值的线程 32
main 的循环变量i的值56
有返回值的线程 33
main 的循环变量i的值57
有返回值的线程 34
main 的循环变量i的值58
有返回值的线程 35
main 的循环变量i的值59
有返回值的线程 36
main 的循环变量i的值60
有返回值的线程 37
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有返回值的线程 39
main 的循环变量i的值62
有返回值的线程 40
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有返回值的线程 41
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有返回值的线程 42
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有返回值的线程 43
main 的循环变量i的值66
有返回值的线程 44
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有返回值的线程 47
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有返回值的线程 49
main 的循环变量i的值72
有返回值的线程 50
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有返回值的线程 51
有返回值的线程 52
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有返回值的线程 53
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有返回值的线程 54
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有返回值的线程 55
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有返回值的线程 58
main 的循环变量i的值80
有返回值的线程 59
main 的循环变量i的值81
有返回值的线程 60
main 的循环变量i的值82
有返回值的线程 61
main 的循环变量i的值83
有返回值的线程 62
main 的循环变量i的值84
有返回值的线程 63
main 的循环变量i的值85
有返回值的线程 64
main 的循环变量i的值86
有返回值的线程 65
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有返回值的线程 66
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有返回值的线程 67
main 的循环变量i的值89
有返回值的线程 68
main 的循环变量i的值90
有返回值的线程 69
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有返回值的线程 70
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有返回值的线程 71
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有返回值的线程 73
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有返回值的线程 75
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main 的循环变量i的值99
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有返回值的线程 81
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有返回值的线程 83
有返回值的线程 84
有返回值的线程 85
有返回值的线程 86
有返回值的线程 87
有返回值的线程 88
有返回值的线程 89
有返回值的线程 90
有返回值的线程 91
有返回值的线程 92
有返回值的线程 93
有返回值的线程 94
有返回值的线程 95
有返回值的线程 96
有返回值的线程 97
有返回值的线程 98
有返回值的线程 99
子线程的返回值：100