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Java多线程简析

2016年05月30日 Java ⁄ 共 14068字 ⁄ 字号 评论 3 条

一.线程的状态

线程共有下面4种状态:

1.新建状态(New):

新创建了一个线程对象,当你用new创建一个线程时,该线程尚未运行。

2.就绪状态(Runnable):

线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。

3.运行状态(Running):

就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。

4.阻塞状态(Blocked):

阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。

阻塞的情况分三种:

a. 等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。 
b. 同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM把该线程放入锁。 
c. 其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。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。

5.死亡状态(Dead):

a. 由于run方法的正常退出而自然死亡; 
b. 没有捕获到的异常事件终止了run方法的执行,从而导致线程突然死亡

如下图:


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线程的优先级是一个整数,其取值范围是1(Thread.MIN_PRIORITY) - 10(Thread.MAX_PRIORITY)。 
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资源。但是,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。

若要确定某个线程当前是否活着,可以使用 isAlive方法。

如果该线程是可运行线程或者被中断线程,那么该方法返回true;如果该线程仍然是个新建线程,或者该线程是个死线程,那么该方法返回false

线程在不同情况下的状态变化。


JAVA多线程实现方式:

1、继承Thread类 
2、实现Runnable接口 
3、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。

其中前两种方式线程执行完后都没有返回值,只有最后一种是带返回值的。其中最常用的也是前两种实现方式。

Runnable和Thread实现多线程的区别:

Runnable接口相比继承Thread类有如下优势:

1、可以避免由于Java的单继承特性而带来的局限;

2、增强程序的健壮性,代码能够被多个线程共享,代码与数据是独立的;

3、适合多个相同程序代码的线程区处理同一资源的情况。

下面以典型的买票程序(基本都是以这个为例子)为例,来说明二者的区别。

<code class="hljs axapta has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;"><span class="hljs-class" style="box-sizing: border-box;"><span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">class</span> <span class="hljs-title" style="box-sizing: border-box; color: rgb(102, 0, 102);">MyThread</span> <span class="hljs-inheritance" style="box-sizing: border-box;"><span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">extends</span></span> <span class="hljs-title" style="box-sizing: border-box; color: rgb(102, 0, 102);">Thread</span>{</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">private</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">int</span> ticket = <span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">5</span>; <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">public</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">void</span> run(){ <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">for</span> (<span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">int</span> i=<span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">0</span>;i<<span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">10</span>;i++) { <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">if</span>(ticket > <span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">0</span>){ System.out.println(<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">"ticket = "</span> + ticket--); } } } } <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">public</span> <span class="hljs-class" style="box-sizing: border-box;"><span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">class</span> <span class="hljs-title" style="box-sizing: border-box; color: rgb(102, 0, 102);">ThreadDemo</span>{</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">public</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">static</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">void</span> main(String[] args){ <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> MyThread().start(); <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> MyThread().start(); <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> MyThread().start(); } </code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; 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padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">17</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">18</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">19</li></ul>  

 

从结果中可以看出,每个线程单独卖了5张票,即独立地完成了买票的任务,但实际应用中,比如火车站售票,需要多个线程去共同完成任务,在本例中,即多个线程共同买5张票。

下面是通过实现Runnable接口实现的多线程程序,代码如下:

[java] view
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  1. <code class="hljs axapta has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;"><span class="hljs-class" style="box-sizing: border-box;"><span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">class</span> <span class="hljs-title" style="box-sizing: border-box; color: rgb(102, 0, 102);">MyThread</span> <span class="hljs-inheritance" style="box-sizing: border-box;"><span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">implements</span></span> <span class="hljs-title" style="box-sizing: border-box; color: rgb(102, 0, 102);">Runnable</span>{</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">private</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">int</span> ticket = <span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">5</span>; <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">public</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">void</span> run(){ <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">for</span> (<span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">int</span> i=<span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">0</span>;i<<span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">10</span>;i++) { <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">if</span>(ticket > <span class="hljs-number" style="color: rgb(0, 102, 102); box-sizing: border-box;">0</span>){ System.out.println(<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">"ticket = "</span> + ticket--); } } } } <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">public</span> <span class="hljs-class" style="box-sizing: border-box;"><span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">class</span> <span class="hljs-title" style="box-sizing: border-box; color: rgb(102, 0, 102);">RunnableDemo</span>{</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">public</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">static</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">void</span> main(String[] args){ MyThread my = <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> MyThread(); <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> Thread(my).start(); <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> Thread(my).start(); <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> Thread(my).start(); } } </code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">17</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">18</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">19</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">20</li></ul><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: b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从结果中可以看出,三个线程一共卖了5张票,即它们共同完成了买票的任务,实现了资源的共享。

区别总结:

1、在第二种方法(Runnable)中,ticket输出的顺序并不是54321,这是因为线程执行的时机难以预测,ticket–并不是原子操作。

2、在第一种方法中,我们new了3个Thread对象,即三个线程分别执行三个对象中的代码,因此便是三个线程去独立地完成卖票的任务;而在第二种方法中,我们同样也new了3个Thread对象,但只有一个Runnable对象,3个Thread对象共享这个Runnable对象中的代码,因此,便会出现3个线程共同完成卖票任务的结果。如果我们new出3个Runnable对象,作为参数分别传入3个Thread对象中,那么3个线程便会独立执行各自Runnable对象中的代码,即3个线程各自卖5张票。

3、在第二种方法中,由于3个Thread对象共同执行一个Runnable对象中的代码,因此可能会造成线程的不安全,比如可能ticket会输出-1(如果我们System.out….语句前加上线程休眠操作,该情况将很有可能出现),这种情况的出现是由于,一个线程在判断ticket为1>0后,还没有来得及减1,另一个线程已经将ticket减1,变为了0,那么接下来之前的线程再将ticket减1,便得到了-1。这就需要加入同步操作(即互斥锁),确保同一时刻只有一个线程在执行每次for循环中的操作。而在第一种方法中,并不需要加入同步操作,因为每个线程执行自己Thread对象中的代码,不存在多个线程共同执行同一个方法的情况。

介绍完以上几个实例,我们下面对sleep()、wait()、yeid()、join()几个方法进行下区别总结

sleep方法与wait方法的区别:

1.sleep方法是静态方法,wait方法是非静态方法。 
2.sleep方法在时间到后会自己“醒来”,但wait不能,必须由其它线程通过notify(All)方法让它“醒来”。 
3.sleep方法通常用在不需要等待资源情况下的阻塞,像等待线程、数据库连接的情况一般用wait。

sleep/wait与yeld方法的区别:

调用sleep或wait方法后,线程即进入block状态,而调用yeld方法后,线程进入runnable状态。

wait与join方法的区别:

1.wait方法体现了线程之间的互斥关系,而join方法体现了线程之间的同步关系。 
2.wait方法必须由其它线程来解锁,而join方法不需要,只要被等待线程执行完毕,当前线程自动变为就绪。 
3.join方法的一个用途就是让子线程在完成业务逻辑执行之前,主线程一直等待直到所有子线程执行完毕。

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    Victoria Beckham(维多利亚·贝克汉姆)
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    Thom Browne(汤姆布朗)
    H.ahuo.cf

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