Java多线程详解

多线程作为Java中很重要的一个知识点，在此还是有必要总结一下的。

先看一下相关图例

线程的生命周期

1. Java线程具有五中基本状态

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• 新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();

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• 就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；

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• 运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；

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• 阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

1. 等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；
2. 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；
3. 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

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• 死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

2. Java多线程的创建及启动

Java中线程的创建常见有如三种基本形式

1. 继承Thread类，重写该类的run()方法。

class MyThread extends Thread {
    private int i = 0;

    @Override
    public void run() {
         // todo: anything
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
           Thread myThread1 = new MyThread();     // 创建一个新的线程  myThread1  此线程进入新建状态
           Thread myThread2 = new MyThread();     // 创建一个新的线程 myThread2 此线程进入新建状态
           myThread1.start();                     // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
           myThread2.start();                     // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
    }
}

如上所示，继承Thread类，通过重写run()方法定义了一个新的线程类MyThread，其中run()方法的方法体代表了线程需要完成的任务，称之为线程执行体。当创建此线程类对象时一个新的线程得以创建，并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法，使得该线程进入到就绪状态，此时此线程并不一定会马上得以执行，这取决于CPU调度时机。

2.实现Runnable接口，并重写该接口的run()方法，该run()方法同样是线程执行体，创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread类的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。

class MyRunnable implements Runnable {
    private int i = 0;

    @Override
    public void run() {
       // todo: anything
    }
}

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {
        Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 创建一个Runnable实现类的对象
        Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 将myRunnable作为Thread target创建新的线程
        thread1.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
    }
}

Thread和Runnable之间到底是什么关系呢,当执行到Thread类中的run()方法时，会首先判断target是否存在，存在则执行target中的run()方法，也就是实现了Runnable接口并重写了run()方法的类中的run()方法。

3.使用Callable和Future接口创建线程。具体是创建Callable接口的实现类，并实现clall()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象，且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程。

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {
         // 创建MyCallable对象
        Callable myCallable = new MyCallable();   
        //使用FutureTask来包装MyCallable对象
        FutureTask ft = new FutureTask(myCallable);
        //FutureTask对象作为Thread对象的target创建新的线程 
        Thread thread = new Thread(ft);   
        thread.start();     
        try {
            //取得新创建的新线程中的call()方法返回的结果
            int sum = ft.get();           
            System.out.println("sum = " + sum);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class MyCallable implements Callable {
    // 与run()方法不同的是，call()方法具有返回值
    @Override
    public Integer call() {
        return 1;
    }

}

在实现Callable接口中，此时不再是run()方法了，而是call()方法，此call()方法作为线程执行体，同时还具有返回值！在创建新的线程时，是通过FutureTask来包装MyCallable对象，同时作为了Thread对象的target。

三. Java多线程的就绪、运行和死亡状态

就绪状态转换为运行状态：当此线程得到处理器资源；

运行状态转换为就绪状态：当此线程主动调用yield()方法或在运行过程中失去处理器资源。

运行状态转换为死亡状态：当此线程线程执行体执行完毕或发生了异常。

此处需要特别注意的是：当调用线程的yield()方法时，线程从运行状态转换为就绪状态，但接下来CPU调度就绪状态中的哪个线程具有一定的随机性，因此，可能会出现A线程调用了yield()方法后，接下来CPU仍然调度了A线程的情况。

由于实际的业务需要，常常会遇到需要在特定时机终止某一线程的运行，使其进入到死亡状态。目前最通用的做法是设置一boolean型的变量，当条件满足时，使线程执行体快速执行完毕。如：

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {

        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();
        myRunnable.stopThread();
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {

    private boolean stop;

    @Override
    public void run() {
        // todo: anything
    }

    public void stopThread() {
        this.stop = true;
    }

}