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Java 多线程实例讲解(一)

转载 作者:qq735679552 更新时间:2022-09-29 22:32:09 25 4
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Java多线程(一) 。

多线程作为Java中很重要的一个知识点,在此还是有必要总结一下的.

一.线程的生命周期及五种基本状态 。

关于Java中线程的生命周期,首先看一下下面这张较为经典的图:

Java 多线程实例讲解(一)

上图中基本上囊括了Java中多线程各重要知识点。掌握了上图中的各知识点,Java中的多线程也就基本上掌握了。主要包括:

Java线程具有五中基本状态 。

新建状态(New):当线程对象对创建后,即进入了新建状态,如:Thread t = new MyThread(),

就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法(t.start();),线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程,只是说明此线程已经做好了准备,随时等待CPU调度执行,并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行; 。

运行状态(Running):当CPU开始调度处于就绪状态的线程时,此时线程才得以真正执行,即进入到运行状态。注:就     绪状态是进入到运行状态的唯一入口,也就是说,线程要想进入运行状态执行,首先必须处于就绪状态中; 。

阻塞状态(Blocked):处于运行状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入到就绪状态,才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同,阻塞状态又可以分为三种:

1.等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,使本线程进入到等待阻塞状态; 。

2.同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态; 。

3.其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。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.

死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期.

二. Java多线程的创建及启动 。

Java中线程的创建常见有如三种基本形式 。

1.继承Thread类,重写该类的run()方法.

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class MyThread extends Thread {
 
  private int i = 0 ;
 
  @Override
  public void run() {
  for (i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
  }
  }
}
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public class ThreadTest {
 
  public static void main(String[] args) {
  for ( int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
   if (i == 30 ) {
   Thread myThread1 = new MyThread(); // 创建一个新的线程 myThread1 此线程进入新建状态
   Thread myThread2 = new MyThread(); // 创建一个新的线程 myThread2 此线程进入新建状态
   myThread1.start();   // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
   myThread2.start();   // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
   }
  }
  }
}

 如上所示,继承Thread类,通过重写run()方法定义了一个新的线程类MyThread,其中run()方法的方法体代表了线程需要完成的任务,称之为线程执行体。当创建此线程类对象时一个新的线程得以创建,并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法,使得该线程进入到就绪状态,此时此线程并不一定会马上得以执行,这取决于CPU调度时机.

2.实现Runnable接口,并重写该接口的run()方法,该run()方法同样是线程执行体,创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread类的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象.

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class MyRunnable implements Runnable {
  private int i = 0 ;
 
  @Override
  public void run() {
  for (i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
  }
  }
}
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public class ThreadTest {
 
  public static void main(String[] args) {
  for ( int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
   if (i == 30 ) {
   Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 创建一个Runnable实现类的对象
   Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 将myRunnable作为Thread target创建新的线程
   Thread thread2 = new Thread(myRunnable);
   thread1.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
   thread2.start();
   }
  }
  }
}

相信以上两种创建新线程的方式大家都很熟悉了,那么Thread和Runnable之间到底是什么关系呢?我们首先来看一下下面这个例子.

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public class ThreadTest {
 
  public static void main(String[] args) {
  for ( int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
   if (i == 30 ) {
   Runnable myRunnable = new MyRunnable();
   Thread thread = new MyThread(myRunnable);
   thread.start();
   }
  }
  }
}
 
class MyRunnable implements Runnable {
  private int i = 0 ;
 
  @Override
  public void run() {
  System.out.println( "in MyRunnable run" );
  for (i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
  }
  }
}
 
class MyThread extends Thread {
 
  private int i = 0 ;
 
  public MyThread(Runnable runnable){
  super (runnable);
  }
 
  @Override
  public void run() {
  System.out.println( "in MyThread run" );
  for (i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
  }
  }
}

同样的,与实现Runnable接口创建线程方式相似,不同的地方在于 。

1 Thread thread = new MyThread(myRunnable),

那么这种方式可以顺利创建出一个新的线程么?答案是肯定的。至于此时的线程执行体到底是MyRunnable接口中的run()方法还是MyThread类中的run()方法呢?通过输出我们知道线程执行体是MyThread类中的run()方法。其实原因很简单,因为Thread类本身也是实现了Runnable接口,而run()方法最先是在Runnable接口中定义的方法.

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public interface Runnable {
 
public abstract void run();
 
}

我们看一下Thread类中对Runnable接口中run()方法的实现:

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@Override
  public void run() {
  if (target != null ) {
   target.run();
  }
  }

也就是说,当执行到Thread类中的run()方法时,会首先判断target是否存在,存在则执行target中的run()方法,也就是实现了Runnable接口并重写了run()方法的类中的run()方法。但是上述给到的列子中,由于多态的存在,根本就没有执行到Thread类中的run()方法,而是直接先执行了运行时类型即MyThread类中的run()方法.

3.使用Callable和Future接口创建线程。具体是创建Callable接口的实现类,并实现clall()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象,且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程.

 看着好像有点复杂,直接来看一个例子就清晰了.

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public class ThreadTest {
 
  public static void main(String[] args) {
 
  Callable<Integer> myCallable = new MyCallable(); // 创建MyCallable对象
  FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask来包装MyCallable对象
 
  for ( int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
   if (i == 30 ) {
   Thread thread = new Thread(ft); //FutureTask对象作为Thread对象的target创建新的线程
   thread.start();   //线程进入到就绪状态
   }
  }
 
  System.out.println( "主线程for循环执行完毕.." );
 
  try {
   int sum = ft.get();  //取得新创建的新线程中的call()方法返回的结果
   System.out.println( "sum = " + sum);
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  } catch (ExecutionException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 
  }
}
 
 
class MyCallable implements Callable<Integer> {
  private int i = 0 ;
 
  // 与run()方法不同的是,call()方法具有返回值
  @Override
  public Integer call() {
  int sum = 0 ;
  for (; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
   sum += i;
  }
  return sum;
  }
 
}

首先,我们发现,在实现Callable接口中,此时不再是run()方法了,而是call()方法,此call()方法作为线程执行体,同时还具有返回值!在创建新的线程时,是通过FutureTask来包装MyCallable对象,同时作为了Thread对象的target。那么看下FutureTask类的定义:  。

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public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
 
  //....
 
  }
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public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
 
  void run();
 
  }

于是,我们发现FutureTask类实际上是同时实现了Runnable和Future接口,由此才使得其具有Future和Runnable双重特性。通过Runnable特性,可以作为Thread对象的target,而Future特性,使得其可以取得新创建线程中的call()方法的返回值.

执行下此程序,我们发现sum = 4950永远都是最后输出的。而“主线程for循环执行完毕..”则很可能是在子线程循环中间输出。由CPU的线程调度机制,我们知道,“主线程for循环执行完毕..”的输出时机是没有任何问题的,那么为什么sum =4950会永远最后输出呢?

原因在于通过ft.get()方法获取子线程call()方法的返回值时,当子线程此方法还未执行完毕,ft.get()方法会一直阻塞,直到call()方法执行完毕才能取到返回值.

上述主要讲解了三种常见的线程创建方式,对于线程的启动而言,都是调用线程对象的start()方法,需要特别注意的是:不能对同一线程对象两次调用start()方法.

三. Java多线程的就绪、运行和死亡状态 。

就绪状态转换为运行状态:当此线程得到处理器资源; 。

运行状态转换为就绪状态:当此线程主动调用yield()方法或在运行过程中失去处理器资源.

运行状态转换为死亡状态:当此线程线程执行体执行完毕或发生了异常.

此处需要特别注意的是:当调用线程的yield()方法时,线程从运行状态转换为就绪状态,但接下来CPU调度就绪状态中的哪个线程具有一定的随机性,因此,可能会出现A线程调用了yield()方法后,接下来CPU仍然调度了A线程的情况.

由于实际的业务需要,常常会遇到需要在特定时机终止某一线程的运行,使其进入到死亡状态。目前最通用的做法是设置一boolean型的变量,当条件满足时,使线程执行体快速执行完毕。如:

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public class ThreadTest {
 
  public static void main(String[] args) {
 
  MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
  Thread thread = new Thread(myRunnable);
 
  for ( int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
   if (i == 30 ) {
   thread.start();
   }
   if (i == 40 ){
   myRunnable.stopThread();
   }
  }
  }
}
 
class MyRunnable implements Runnable {
 
  private boolean stop;
 
  @Override
  public void run() {
  for ( int i = 0 ; i < 100 && !stop; i++) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
  }
  }
 
  public void stopThread() {
  this .stop = true ;
  }
 
}

后续继续整理相关文章,谢谢大家对本站的支持! 。

最后此篇关于Java 多线程实例讲解(一)的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Java 多线程实例讲解(一)的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

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