Java深入淺出講解多線程的概念到使用

更新時間：2022年05月20日 09:14:23 作者：orangemilk_

哈哈！經過一個階段的學習，Java基礎知識學習終于到多線程了！Java多線程以及后面互斥鎖的概念都是Java基礎學習的難點，所以我做了一個總結，希望對大家也有幫助

寫在前面：Java系統(tǒng)在語言層次上對多線程直接提供支持，多線程的主要目的是將一個程序中的各個程序段并發(fā)化，在在通常情況下，Java程序各部分是按順序一次執(zhí)行的，由于某種原因，需要將這些按順序執(zhí)行的程序段轉化為并發(fā)執(zhí)行，每個程序段在邏輯上是相互完整的代碼段。實際上，在單處理器上，同一時刻只能執(zhí)行一個代碼，但是在同一時間段內，這些代碼交替執(zhí)行，所謂的“微觀串行，宏觀并行”。

1.線程的幾個相關概念

多線程編程的含義就是將一個程序任務分為幾個可以同時并發(fā)執(zhí)行的子任務。

程序：程序是含有指令和數據的文件，也可以說程序是靜態(tài)代碼，被存儲在磁盤或者其他的數據存儲設備中。

進程：進程是程序執(zhí)行一次的過程。進程是系統(tǒng)運行程序的單位，因此進程是動態(tài)的。當程序運行時就會被系統(tǒng)載入內存，并且啟動他的工作。對于完全不相關的程序，在同時執(zhí)行時，不會做數據的交換，而且可以完全獨立運行。

多任務：多任務是在一個系統(tǒng)中可以同時運行多個進程。每個進程都是獨立的任務，每個進程都有自己獨立的內存。所謂的同時運行進程，其實是操作系統(tǒng)將資源分配給各個進程以后，每個進程在CPU上交替運行。

線程：線程是比進程更小的執(zhí)行單位。一個進程執(zhí)行過程可以產生多個線程，形成多條執(zhí)行路徑，提高了運行效率。不同的是，同類的多個線程共享同一塊內存，在進行各個線程的切換時開銷比進程小很多。

多線程：同時執(zhí)行一個以上的線程，一個線程的執(zhí)行不必等到另一個線程執(zhí)行完成在執(zhí)行。

2.線程的狀態(tài)與生命周期

每個Java程序都有一個默認的主線程，對于應用程序來說其主線程就是main()方法執(zhí)行的線程。要想實現多線程，必須在主線程中創(chuàng)建新的線程對象，Java語言使用Thread類及其子類的對象來表示線程，新線程的建立在它完整的生命周期中通常要經歷五種狀態(tài)，通過線程的控制和調度可以實現這幾種狀態(tài)之間的轉化。

1. 新建狀態(tài)：線程對象聲明和創(chuàng)建，未被執(zhí)行之前。

2. 就緒狀態(tài)：處于新建狀態(tài)的線程被啟動后進入線程隊列排隊等待CPU時間片。

3. 運行狀態(tài)：就緒狀態(tài)的線程被調度并獲得CPU資源。

4. 阻塞狀態(tài)：在特殊情況下讓出CPU資源暫時中止自己的執(zhí)行。

5. 消亡狀態(tài)：線程執(zhí)行完成或者程序停止運行。

3.線程的優(yōu)先級與調度

在多線程系統(tǒng)中，每個線程都會被賦予一個優(yōu)先級。優(yōu)先級高的線程可以在一段時間內獲得比優(yōu)先級低的線程更多的執(zhí)行時間。優(yōu)先級相同時先來先用。

創(chuàng)建一個新的線程的優(yōu)先級規(guī)則：

新建線程的優(yōu)先級繼承創(chuàng)建它的父線程的優(yōu)先級，父線程是指創(chuàng)建新線程對象語句所在的線程。
一般情況下，主線程具有普通優(yōu)先級，優(yōu)先級從低到高用1-10來表示。

4.Java中多線程的創(chuàng)建

4.1繼承Thread類創(chuàng)建線程

當我們發(fā)現程序可以分頭執(zhí)行時，就可以通過創(chuàng)建多線程分頭工作，在只有一個CPU的情況下，程序運行時間并不會因為采取多線程而減少，但是整體的感覺可能比較好。

Java語言中實現多線程的第一種方法，繼承java.lang包中的Thread類。Java語言中已經定義了Thread類，該類中定義的方法可以實現線程的產生，執(zhí)行，終止與查看進程的執(zhí)行狀態(tài)。

例：利用Thread類的子類創(chuàng)建線程。

class MyThread extends Thread{
    private String who;
    public MyThread(String name){
        who=name;
        }
        public void run(){
        for(int i=0;i<2;i++){
            try{
                sleep((int)(1000*Math.random()));
        }
            catch(InterruptedException e){}
            System.out.println(who+"正在運行...");
        }
        }
        }
        public class A_1{
    public static void main(String[] args){
        MyThread you=new MyThread("你");
        MyThread she=new MyThread("她");
        you.start();
        she.start();
        System.out.println("主方法運行結束");
    }
        }
/**
主方法運行結束
你正在運行...
她正在運行...
你正在運行...
你正在運行...
*/

語法：

class 類名 extends Thread{
類中的成員變量;
類中的成員方法;
修飾符 run(){
線程代碼;
}
}

4.2實現Runnable接口創(chuàng)建線程

由于Java不支持多重繼承，如果某個類已經繼承了其它的父類，將無法通過繼承Thread類來創(chuàng)建線程。于是出現了Java中實現多線程的第二種方法，也是比較常用的一種方法，通過實現Runnable接口創(chuàng)建線程，這種方法可以使線程具有其它類的一些特征，極具靈活性。

例：利用Runnable接口創(chuàng)建線程。

class MyThread extends Thread{
    private String who;
    public MyThread(String name){
        who=name;
        }
        public void run(){
        for(int i=0;i<2;i++){
            try{
                sleep((int)(1000*Math.random()));
        }
            catch(InterruptedException e){}
            System.out.println(who+"正在運行...");
        }
        }
        }
        public class A_1{
    public static void main(String[] args){
        MyThread you=new MyThread("你");
        MyThread she=new MyThread("她");
        you.start();
        she.start();
        System.out.println("主方法運行結束");
    }
        }
/**
主方法運行結束
你正在運行...
她正在運行...
你正在運行...
你正在運行...
*/