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最全面的Java多线程用法解析

阅读1550

最全面的java多线程用法解析,如果你对Java的多线程机制并没有深入的研究,那么本文可以帮助你更透彻地理解Java多线程的原理以及使用方法。

1.创建线程

在Java中创建线程有两种方法:使用Thread类和使用Runnable接口。在使用Runnable接口时需要建立一个Thread实例。因此,无论是通过Thread类还是Runnable接口建立线程,都必须建立Thread类或它的子类的实例。Thread构造函数:

  • public Thread( );
  • public Thread(Runnable target);
  • public Thread(String name);
  • public Thread(Runnable target, String name);
  • public Thread(ThreadGroup group, Runnable target);
  • public Thread(ThreadGroup group, String name);
  • public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name);
  • public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name, long stackSize);

方法一:继承Thread类覆盖run方法

public class ThreadDemo1 {
public static void main(String[] args){
         Demo d = new Demo();
         d.start();
for(int i=0;i<60;i++){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
         }

     }
 }
class Demo extends Thread{
public void run(){
for(int i=0;i<60;i++){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
         }
     }
 }

方法二:

public class ThreadDemo2 {
public static void main(String[] args){
        Demo2 d =new Demo2();
        Thread t = new Thread(d);
        t.start();
for(int x=0;x<60;x++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
        }
    }
}
class Demo2 implements Runnable{
public void run(){
for(int x=0;x<60;x++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
        }
    }
}

2.线程的生命周期

与人有生老病死一样,线程也同样要经历开始(等待)、运行、挂起和停止四种不同的状态。这四种状态都可以通过Thread类中的方法进行控制。下面给出了Thread类中和这四种状态相关的方法。

  • // 开始线程
  • publicvoid start( );
  • publicvoid run( );
  • // 挂起和唤醒线程
  • publicvoid resume( ); // 不建议使用
  • publicvoid suspend( ); // 不建议使用
  • publicstaticvoid sleep(long millis);
  • publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos);
  • // 终止线程
  • publicvoid stop( ); // 不建议使用
  • publicvoid interrupt( );
  • // 得到线程状态
  • publicboolean isAlive( );
  • publicboolean isInterrupted( );
  • publicstaticboolean interrupted( );
  • // join方法
  • publicvoid join( ) throws InterruptedException;

线程在建立后并不马上执行run方法中的代码,而是处于等待状态。线程处于等待状态时,可以通过Thread类的方法来设置线程不各种属性,如线程的优先级(setPriority)、线程名(setName)和线程的类型(setDaemon)等。

当调用start方法后,线程开始执行run方法中的代码。线程进入运行状态。可以通过Thread类的isAlive方法来判断线程是否处于运行状态。当线程处于运行状态时,isAlive返回true,当isAlive返回false时,可能线程处于等待状态,也可能处于停止状态。下面的代码演示了线程的创建、运行和停止三个状态之间的切换,并输出了相应的isAlive返回值。

一但线程开始执行run方法,就会一直到这个run方法执行完成这个线程才退出。但在线程执行的过程中,可以通过两个方法使线程暂时停止执行。这两个方法是suspend和sleep。在使用suspend挂起线程后,可以通过resume方法唤醒线程。而使用sleep使线程休眠后,只能在设定的时间后使线程处于就绪状态(在线程休眠结束后,线程不一定会马上执行,只是进入了就绪状态,等待着系统进行调度)。

在使用sleep方法时有两点需要注意:

1.sleep方法有两个重载形式,其中一个重载形式不仅可以设毫秒,而且还可以设纳秒(1,000,000纳秒等于1毫秒)。但大多数操作系统平台上的Java虚拟机都无法精确到纳秒,因此,如果对sleep设置了纳秒,Java虚拟机将取最接近这个值的毫秒。

2.在使用sleep方法时必须使用throws或try{…}catch{…}。因为run方法无法使用throws,所以只能使用try{…}catch{…}。当在线程休眠的过程中,使用interrupt方法中断线程时sleep会抛出一个InterruptedException异常。sleep方法的定义如下:

  • publicstaticvoid sleep(long millis) throws InterruptedException
  • publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

有三种方法可以使终止线程。

  1. 使用退出标志,使线程正常退出,也就是当run方法完成后线程终止。
  2. 使用stop方法强行终止线程(这个方法不推荐使用,因为stop和suspend、resume一样,也可能发生不可预料的结果)。
  3. 使用interrupt方法中断线程。

1.使用退出标志终止线程

当run方法执行完后,线程就会退出。但有时run方法是永远不会结束的。如在服务端程序中使用线程进行监听客户端请求,或是其他的需要循环处理的任务。在这种情况下,一般是将这些任务放在一个循环中,如while循环。如果想让循环永远运行下去,可以使用while(true){…}来处理。但要想使while循环在某一特定条件下退出,最直接的方法就是设一个boolean类型的标志,并通过设置这个标志为true或false来控制while循环是否退出。下面给出了一个利用退出标志终止线程的例子。

join方法的功能就是使异步执行的线程变成同步执行。也就是说,当调用线程实例的start方法后,这个方法会立即返回,如果在调用start方法后后需要使用一个由这个线程计算得到的值,就必须使用join方法。如果不使用join方法,就不能保证当执行到start方法后面的某条语句时,这个线程一定会执行完。而使用join方法后,直到这个线程退出,程序才会往下执行。下面的代码演示了join的用法。

3.多线程安全问题

问题原因:当多条语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多条语句只执行了一部分,还没执行完,另一个线程参与进来执行,导致共享数据的错误。

解决办法:对多条操作共享数据的语句,只能让一个线程都执行完,在执行过程中,其他线程不执行。

同步代码块:

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args){
        Ticket t =new Ticket();
        Thread t1 = new Thread(t,"窗口一");
        Thread t2 = new Thread(t,"窗口二");
        Thread t3 = new Thread(t,"窗口三");
        Thread t4 = new Thread(t,"窗口四");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}
class Ticket implements Runnable{
    private int ticket =400;
    public void run(){
        while(true){
            synchronized (new Object()) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                if(ticket<=0)
                    break;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---卖出"+ticket--);
            }
        }
    }
}

同步函数

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args){
        Ticket t =new Ticket();
        Thread t1 = new Thread(t,"窗口一");
        Thread t2 = new Thread(t,"窗口二");
        Thread t3 = new Thread(t,"窗口三");
        Thread t4 = new Thread(t,"窗口四");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}
class Ticket implements Runnable{
    private int ticket = 4000;
    public synchronized void  saleTicket(){
        if(ticket>0)
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+ticket--);

    }
    public void run(){
        while(true){
            saleTicket();
        }
    }
}

同步函数锁是this 静态同步函数锁是class

线程间的通信

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args){
        class Person{
            public String name;
            private String gender;
            public void set(String name,String gender){
                this.name =name;
                this.gender =gender;
            }
            public void get(){
                System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
            }
        }
        final Person p =new Person();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                int x=0;
                while(true){
                    if(x==0){
                        p.set("张三", "男");
                    }else{
                        p.set("lili", "nv");
                    }
                    x=(x+1)%2;
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    p.get();
                }
            }
        }).start();
    }
}
/*
张三....男
张三....男
lili....nv
lili....男
张三....nv
lili....男
*/

修改上面代码

/**
 * Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!
 */
public class ThreadDemo3 {
     public static void main(String[] args){
         class Person{
             public String name;
             private String gender;
             public void set(String name,String gender){
                 this.name =name;
                 this.gender =gender;
             }
             public void get(){
                 System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
             }
         }
         final Person p =new Person();
         new Thread(new Runnable(){
             public void run(){
                 int x=0;
                 while(true){
                     synchronized (p) {
                         if(x==0){
                             p.set("张三", "男");
                         }else{
                             p.set("lili", "nv");
                         }
                         x=(x+1)%2;    
                     }

                 }
             }
         }).start();
         new Thread(new Runnable(){
             public void run(){
                 while(true){
                     synchronized (p) {
                         p.get();
                     }
                 }
             }
         }).start();
     }

 }
 /*
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 张三....男
 张三....男
 张三....男
 张三....男
 */

等待唤醒机制

/*
 *线程等待唤醒机制
 *等待和唤醒必须是同一把锁 
 */
public class ThreadDemo3 {
    private static boolean flags =false;
    public static void main(String[] args){
        class Person{
            public String name;
            private String gender;
            public void set(String name,String gender){
                this.name =name;
                this.gender =gender;
            }
            public void get(){
                System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
            }
        }
        final Person p =new Person();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                int x=0;
                while(true){
                    synchronized (p) {
                        if(flags)
                            try {
                                p.wait();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                // TODO Auto-generated catch block
                                e.printStackTrace();
                            };
                        if(x==0){
                            p.set("张三", "男");
                        }else{
                            p.set("lili", "nv");
                        }
                        x=(x+1)%2;
                        flags =true;
                        p.notifyAll();
                    }
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    synchronized (p) {
                        if(!flags)
                            try {
                                p.wait();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                // TODO Auto-generated catch block
                                e.printStackTrace();
                            };
                        p.get();
                        flags =false;
                        p.notifyAll();
                        }
                }
            }
        }).start();
    }
}

生产消费机制一

/**
 * Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!
 */
public class ThreadDemo4 {
    private static boolean flags =false;
    public static void main(String[] args){
        class Goods{
            private String name;
            private int num;
            public synchronized void produce(String name){
                if(flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                this.name =name+"编号:"+num++;
                System.out.println("生产了...."+this.name);
                flags =true;
                notifyAll();
            }
            public synchronized void consume(){
                if(!flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                System.out.println("消费了******"+name);
                flags =false;
                notifyAll();
            }

        }
        final Goods g =new Goods();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.produce("商品");
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.consume();
                }
            }
        }).start();
    }
}

生产消费机制二

public class ThreadDemo4 {
    private static boolean flags =false;
    public static void main(String[] args){
        class Goods{
            private String name;
            private int num;
            public synchronized void produce(String name){
                while(flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                this.name =name+"编号:"+num++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产了...."+this.name);
                flags =true;
                notifyAll();
            }
            public synchronized void consume(){
                while(!flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费了******"+name);
                flags =false;
                notifyAll();
            }

        }
        final Goods g =new Goods();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.produce("商品");
                }
            }
        },"生产者一号").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.produce("商品");
                }
            }
        },"生产者二号").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.consume();
                }
            }
        },"消费者一号").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.consume();
                }
            }
        },"消费者二号").start();
    }
}
/*
消费者二号消费了******商品编号:48049
生产者一号生产了....商品编号:48050
消费者一号消费了******商品编号:48050
生产者一号生产了....商品编号:48051
消费者二号消费了******商品编号:48051
生产者二号生产了....商品编号:48052
消费者二号消费了******商品编号:48052
生产者一号生产了....商品编号:48053
消费者一号消费了******商品编号:48053
生产者一号生产了....商品编号:48054
消费者二号消费了******商品编号:48054
生产者二号生产了....商品编号:48055
消费者二号消费了******商品编号:48055
*/

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