JAVA面向物件學習——java多執行緒———菜鳥教程記錄
Java 多執行緒程式設計
Java 給多執行緒程式設計提供了內建的支援。 一條執行緒指的是程序中一個單一順序的控制流，一個程序中可以併發多個執行緒，每條執行緒並行執行不同的任務。
多執行緒是多工的一種特別的形式，但多執行緒使用了更小的資源開銷。
這裡定義和執行緒相關的另一個術語 - 程序：一個程序包括由作業系統分配的記憶體空間，包含一個或多個執行緒。
一個執行緒不能獨立的存在，它必須是程序的一部分。
一個程序一直執行，直到所有的非守護執行緒都結束執行後才能結束。
多執行緒能滿足程式設計師編寫高效率的程式來達到充分利用 CPU 的目的。
一個執行緒的生命週期
執行緒是一個動態執行的過程，它也有一個從產生到死亡的過程。
下圖顯示了一個執行緒完整的生命週期。
-
新建狀態:
使用 new 關鍵字和 Thread 類或其子類建立一個執行緒物件後，該執行緒物件就處於新建狀態。它保持這個狀態直到程式 start() 這個執行緒。
-
就緒狀態:
當執行緒物件呼叫了start()方法之後，該執行緒就進入就緒狀態。就緒狀態的執行緒處於就緒佇列中，要等待JVM裡執行緒排程器的排程。
-
執行狀態:
如果就緒狀態的執行緒獲取 CPU 資源，就可以執行 run()，此時執行緒便處於執行狀態。處於執行狀態的執行緒最為複雜，它可以變為阻塞狀態、就緒狀態和死亡狀態。
-
阻塞狀態:
如果一個執行緒執行了sleep（睡眠）、suspend（掛起）等方法，失去所佔用資源之後，該執行緒就從執行狀態進入阻塞狀態。在睡眠時間已到或獲得裝置資源後可以重新進入就緒狀態。可以分為三種：
-
等待阻塞：執行狀態中的執行緒執行 wait() 方法，使執行緒進入到等待阻塞狀態。
-
同步阻塞：執行緒在獲取 synchronized 同步鎖失敗(因為同步鎖被其他執行緒佔用)。
-
其他阻塞：通過呼叫執行緒的 sleep() 或 join() 發出了 I/O 請求時，執行緒就會進入到阻塞狀態。當sleep() 狀態超時，join() 等待執行緒終止或超時，或者 I/O 處理完畢，執行緒重新轉入就緒狀態。
-
-
死亡狀態:
一個執行狀態的執行緒完成任務或者其他終止條件發生時，該執行緒就切換到終止狀態。
執行緒的優先順序
每一個 Java 執行緒都有一個優先順序，這樣有助於作業系統確定執行緒的排程順序。
Java 執行緒的優先順序是一個整數，其取值範圍是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。
預設情況下，每一個執行緒都會分配一個優先順序 NORM_PRIORITY（5）。
具有較高優先順序的執行緒對程式更重要，並且應該在低優先順序的執行緒之前分配處理器資源。但是，執行緒優先順序不能保證執行緒執行的順序，而且非常依賴於平臺。
建立一個執行緒
Java 提供了三種建立執行緒的方法：
- 通過實現 Runnable 介面；
- 通過繼承 Thread 類本身；
- 通過 Callable 和 Future 建立執行緒。
通過實現 Runnable 介面來建立執行緒
建立一個執行緒，最簡單的方法是建立一個實現 Runnable 介面的類。
為了實現 Runnable，一個類只需要執行一個方法呼叫 run()，宣告如下：
public void run()
你可以重寫該方法，重要的是理解的 run() 可以呼叫其他方法，使用其他類，並宣告變數，就像主執行緒一樣。
在建立一個實現 Runnable 介面的類之後，你可以在類中例項化一個執行緒物件。
Thread 定義了幾個構造方法，下面的這個是我們經常使用的：
Thread(Runnable threadOb,String threadName);這裡，threadOb 是一個實現 Runnable 介面的類的例項，並且 threadName 指定新執行緒的名字。
新執行緒建立之後，你呼叫它的 start() 方法它才會執行。
void start();
=============================================================================
示例：
class RunnableDemo implements Runnable {
private Thread t;
private String threadName;
RunnableDemo( String name) {
threadName = name;
System.out.println("Creating " + threadName );
}
public void run() {
System.out.println("Running " + threadName );
try {
for(int i = 4; i > 0; i--) {
System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
// 讓執行緒睡眠一會
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted.");
}
System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");
}
public void start () {
System.out.println("Starting " + threadName );
if (t == null) {
t = new Thread (this, threadName);
t.start ();
}
}
}
public class TestThread {
public static void main(String args[]) {
RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
R1.start();
RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
R2.start();
}
}
編譯以上程式執行結果如下：
Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-1 exiting.
Thread Thread-2 exiting.
-----------------------------------------------------------------------------------------
class RunnableDemo implements Runnable
{
private Thread t;
private String threadName;
RunnableDemo( String name)
{
threadName = name;
System.out.println("Creating " + threadName );
}
public void start ()
{
System.out.println("Starting " + threadName );
if (t == null)
{
t = new Thread (this, threadName);
t.start ();
}
}
public void run()
{
System.out.println("Running " + threadName );
try {
for(int i = 4; i > 0; i--)
{
System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e)
{
System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted.");
}
System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");
}
}
public class TestThread
{
public static void main(String args[])
{
RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
R1.start();
RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
R2.start();
}
}
下午 10:56:13: Executing task 'TestThread.main()'...
Starting Gradle Daemon...
Gradle Daemon started in 8 s 662 ms
> Task :compileJava
> Task :processResources NO-SOURCE
> Task :classes
> Task :TestThread.main()
Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-2 exiting.
Thread Thread-1 exiting.
BUILD SUCCESSFUL in 26s
2 actionable tasks: 2 executed
下午 10:56:54: Task execution finished 'TestThread.main()'.
=================================================================
=================================================================
通過繼承Thread來建立執行緒
建立一個執行緒的第二種方法是建立一個新的類，該類繼承 Thread 類，然後建立一個該類的例項。
繼承類必須重寫 run() 方法，該方法是新執行緒的入口點。它也必須呼叫 start() 方法才能執行。
該方法儘管被列為一種多執行緒實現方式，但是本質上也是實現了 Runnable 介面的一個例項。
示例：
class ThreadDemo extends Thread {
private Thread t;
private String threadName;
ThreadDemo( String name) {
threadName = name;
System.out.println("Creating " + threadName );
}
public void run() {
System.out.println("Running " + threadName );
try {
for(int i = 4; i > 0; i--) {
System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
// 讓執行緒睡眠一會
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted.");
}
System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");
}
public void start () {
System.out.println("Starting " + threadName );
if (t == null) {
t = new Thread (this, threadName);
t.start ();
}
}
}
public class TestThread {
public static void main(String args[]) {
ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread-1");
T1.start();
ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread-2");
T2.start();
}
}
編譯以上程式執行結果如下：
Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-1 exiting.
Thread Thread-2 exiting.
------------------------------------------------------------------------------------
class ThreadDemo extends Thread {
private Thread t;
private String threadName;
ThreadDemo( String name)
{
threadName = name;
System.out.println("Creating " + threadName );
}
public void start ()
{
System.out.println("Starting " + threadName );
if (t == null)
{
t = new Thread (this, threadName);
t.start ();
}
}
public void run()
{
System.out.println("Running " + threadName );
try {
for(int i = 4; i > 0; i--)
{
System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e)
{
System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted.");
}
System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");
}
}
public class TestThread
{
public static void main(String args[])
{
ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread-1");
T1.start();
ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread-2");
T2.start();
}
}
下午 11:00:23: Executing task 'TestThread.main()'...
> Task :compileJava
> Task :processResources NO-SOURCE
> Task :classes
> Task :TestThread.main()
Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-2 exiting.
Thread Thread-1 exiting.
BUILD SUCCESSFUL in 2s
2 actionable tasks: 2 executed
下午 11:00:26: Task execution finished 'TestThread.main()'.
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Thread 方法
下表列出了Thread類的一些重要方法：
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 |
public void start() 使該執行緒開始執行；Java 虛擬機器呼叫該執行緒的 run 方法。 |
| 2 |
public void run() 如果該執行緒是使用獨立的 Runnable 執行物件構造的，則呼叫該 Runnable 物件的 run 方法；否則，該方法不執行任何操作並返回。 |
| 3 |
public final void setName(String name) 改變執行緒名稱，使之與引數 name 相同。 |
| 4 |
public final void setPriority(int priority) 更改執行緒的優先順序。 |
| 5 |
public final void setDaemon(boolean on) 將該執行緒標記為守護執行緒或使用者執行緒。 |
| 6 |
public final void join(long millisec) 等待該執行緒終止的時間最長為 millis 毫秒。 |
| 7 |
public void interrupt() 中斷執行緒。 |
| 8 |
public final boolean isAlive() 測試執行緒是否處於活動狀態。 |
上述方法是被 Thread 物件呼叫的，下面表格的方法是 Thread 類的靜態方法。
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 |
public static void yield() 暫停當前正在執行的執行緒物件，並執行其他執行緒。 |
| 2 |
public static void sleep(long millisec) 在指定的毫秒數內讓當前正在執行的執行緒休眠（暫停執行），此操作受到系統計時器和排程程式精度和準確性的影響。 |
| 3 |
public static boolean holdsLock(Object x) 當且僅當當前執行緒在指定的物件上保持監視器鎖時，才返回 true。 |
| 4 |
public static Thread currentThread() 返回對當前正在執行的執行緒物件的引用。 |
| 5 |
public static void dumpStack() 將當前執行緒的堆疊跟蹤列印至標準錯誤流。 |