【Java】Java学习笔记-多线程

Bertha 。 2023-10-17 18:27 26阅读 0赞

> 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。多线程比多任务需要更小的开销。
    
    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非常有效率的程序来达到充分利用CPU的目的，因为CPU的空闲时间能够保持在最低限度。

##### 一个线程的生命周 #####

> 线程经过其生命周期的各个阶段。下图显示了一个线程完整的生命周期。

![这里写图片描述][SouthEast]

*  新建状态: 一个新产生的线程从新状态开始了它的生命周期。它保持这个状态直到程序start这个线程。
 *  运行状态:当一个新状态的线程被start以后，线程就变成可运行状态，一个线程在此状态下被认为是开始执行其任务
 *  就绪状态:当一个线程等待另外一个线程执行一个任务的时候，该线程就进入就绪状态。当另一个线程给就绪状态的线程发送信号时，该线程才重新切换到运行状态。
 *  休眠状态: 由于一个线程的时间片用完了，该线程从运行状态进入休眠状态。当时间间隔到期或者等待的时间发生了，该状态的线程切换到运行状态。
 *  终止状态: 一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生，该线程就切换到终止状态。

##### 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优先级在MIN\_PRIORITY（1）和MAX\_PRIORITY（10）之间的范围内。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时间。然而，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。

##### 1. 创建一个线程 #####

Java提供了两种创建线程方法：

1.  通过实现Runnable接口；
2.  通过继承Thread类本身。

###### 通过实现Runnable接口来创建线程 ######

> 创建一个线程，最简单的方法是创建一个实现Runnable接口的类。

// 创建一个新的线程
    class NewThread implements Runnable {
       Thread t;
       NewThread() {
          // 创建第二个新线程
          t = new Thread(this, "Demo Thread");
          System.out.println("Child thread: " + t);
          t.start(); // 开始线程
       }
    
       // 第二个线程入口
       public void run() {
          try {
             for(int i = 5; i > 0; i--) {
                System.out.println("Child Thread: " + i);
                // 暂停线程
                Thread.sleep(50);
             }
         } catch (InterruptedException e) {
             System.out.println("Child interrupted.");
         }
         System.out.println("Exiting child thread.");
       }
    }
    
    public class ThreadDemo {
       public static void main(String args[]) {
          new NewThread(); // 创建一个新线程
          try {
             for(int i = 5; i > 0; i--) {
               System.out.println("Main Thread: " + i);
               Thread.sleep(100);
             }
          } catch (InterruptedException e) {
             System.out.println("Main thread interrupted.");
          }
          System.out.println("Main thread exiting.");
       }
    }
    
    //编译以上程序运行结果如下：
    
    Child thread: Thread[Demo Thread,5,main]
    Main Thread: 5
    Child Thread: 5
    Child Thread: 4
    Main Thread: 4
    Child Thread: 3
    Child Thread: 2
    Main Thread: 3
    Child Thread: 1
    Exiting child thread.
    Main Thread: 2
    Main Thread: 1
    Main thread exiting.

###### 2. 通过继承Thread来创建线程 ######

> 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。

// 通过继承 Thread 创建线程
    class NewThread extends Thread {
        
       NewThread() {
          // 创建第二个新线程
          super("Demo Thread");
          System.out.println("Child thread: " + this);
          start(); // 开始线程
       }
    
       // 第二个线程入口
       public void run() {
          try {
             for(int i = 5; i > 0; i--) {
                System.out.println("Child Thread: " + i);
                // 让线程休眠一会
                Thread.sleep(50);
             }
          } catch (InterruptedException e) {
             System.out.println("Child interrupted.");
          }
          System.out.println("Exiting child thread.");
       }
    }
    
    public class ExtendThread {
        
       public static void main(String args[]) {
          new NewThread(); // 创建一个新线程
          try {
             for(int i = 5; i > 0; i--) {
                System.out.println("Main Thread: " + i);
                Thread.sleep(100);
             }
          } catch (InterruptedException e) {
             System.out.println("Main thread interrupted.");
          }
          System.out.println("Main thread exiting.");
       }
    }
    
    //编译以上程序运行结果如下：
    
    Child thread: Thread[Demo Thread,5,main]
    Main Thread: 5
    Child Thread: 5
    Child Thread: 4
    Main Thread: 4
    Child Thread: 3
    Child Thread: 2
    Main Thread: 3
    Child Thread: 1
    Exiting child thread.
    Main Thread: 2
    Main Thread: 1
    Main thread exiting.

##### Thread 方法 #####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>方法描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>start()</td> 
   <td>使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>run()</td> 
   <td>如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的，则调用该 Runnable 对象的 run 方法；否则，该方法不执行任何操作并返回。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>setName(String name)</td> 
   <td>改变线程名称，使之与参数 name 相同。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>setPriority(int priority)</td> 
   <td>更改线程的优先级。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>setDaemon(boolean on)</td> 
   <td>将该线程标记为守护线程或用户线程。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>join(long millisec)</td> 
   <td>等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>interrupt()</td> 
   <td>中断线程。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>isAlive()</td> 
   <td>测试线程是否处于活动状态。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

几个静态方法：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>方法描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>public static void yield()</td> 
   <td>暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public static void sleep(long millisec)</td> 
   <td>在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public static boolean holdsLock(Object x)</td> 
   <td>当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时，才返回 true。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public static Thread currentThread()</td> 
   <td>返回对当前正在执行的线程对象的引用。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public static void dumpStack()</td> 
   <td>将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[SouthEast]: https://img-blog.csdn.net/20180226153619391?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvYWRtaW5wZA==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast