10.9-多线程

多线程

含义

Java 给多线程编程提供了内置的支持。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

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，直到所有的非守护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。

并发与并行 并行:指两个或多个事件在同一时刻发生(同时发生)。 并发:指两个或多个事件在同一个时间段内发生。

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。

创建线程有3种创建方法

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。

Runnable

package cn.hp.demo;
​
/**
 * Runnable
 */
public class RunnableDemo implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"Runnable 案例");
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        RunnableDemo runnable = new RunnableDemo();
//        Thread t = new Thread(runnable, "第一个Runnable 线程");
        Thread t = new Thread(runnable);
        t.start();
​
    }
}
​

Thread

创建一个线程的第二种方法是创建一个新的类，该类继承 Thread 类，然后创建一个该类的实例。

继承类必须重写 run() 方法，该方法是新线程的入口点。它也必须调用 start() 方法才能执行。

该方法尽管被列为一种多线程实现方式，但是本质上也是实现了 Runnable 接口的一个实例。

void start(): 启动线程，并执行对象的run()方法 run(): 线程在被调度时执行的操作 String getName(): 返回线程的名称 void setName(String name):设置该线程名称 static Thread currentThread(): 返回当前线程。在Thread子类中就是this，通常用于主线程和Runnable实现类 static void yield()：线程让步 暂停当前正在执行的线程，把执行机会让给优先级相同或更高的线程 若队列中没有同优先级的线程，忽略此方法 join() ：当某个程序执行流中调用其他线程的 join() 方法时，调用线程将被阻塞，直到 join() 方法加入的 join 线程执行完为止 低优先级的线程也可以获得执行 static void sleep(long millis)：(指定时间:毫秒) 令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制,使其他线程有机会被执行,时间到后重排队。 抛出InterruptedException异常 stop(): 强制线程生命期结束，不推荐使用 boolean isAlive()：返回boolean，判断线程是否还活着

package cn.hp.demo;
​
/**
 * Thread 的案例
 */
public class ThreadDemo extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread 的案例");
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo thread = new ThreadDemo();//alt + shift+l 代码补全
        System.out.println("1111");
        thread.start();
​
        System.out.println("2222");
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(i);
        }
​
    }
}
​

Callable 和 Future

• 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。

• 1. 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。

• 1. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。

• 1. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

package cn.hp.demo;
​
import java.util.concurrent.*;
​
public class CallableDemo implements Callable {
    private int num;
​
    public CallableDemo(int num) {
        this.num = num;
    }
​
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" num= "+num +"  sum= "+sum);
        return sum;
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        CallableDemo c = new CallableDemo(150);
        FutureTask ft = new FutureTask(c);
        CallableDemo c1 = new CallableDemo(100);
        FutureTask ft1 = new FutureTask(c1);
        //线程池，关联任务调度的
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //将任务线程交给线程池
        es.submit(ft);
        es.submit(ft1);
        es.shutdown();
        try {
            int sum = (int) ft.get();
            System.out.println(sum);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
​

线程的同步synchronized

synchronized 线程

synchronized (对象){ // 需要被同步的代码； }4