Java Thread多線程詳解及用法解析

更新時(shí)間：2016年09月05日 15:12:03 投稿：lqh

本文主要介紹Java 多線程詳解及用法，這里整理了詳細(xì)資料及簡單實(shí)現(xiàn)代碼，有需要的小伙伴可以參考下

最全面的java多線程用法解析，如果你對(duì)Java的多線程機(jī)制并沒有深入的研究，那么本文可以幫助你更透徹地理解Java多線程的原理以及使用方法。

1.創(chuàng)建線程

在Java中創(chuàng)建線程有兩種方法：使用Thread類和使用Runnable接口。在使用Runnable接口時(shí)需要建立一個(gè)Thread實(shí)例。因此，無論是通過Thread類還是Runnable接口建立線程，都必須建立Thread類或它的子類的實(shí)例。Thread構(gòu)造函數(shù)：

public Thread( );
public Thread(Runnable target);
public Thread(String name);
public Thread(Runnable target, String name);
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target);
public Thread(ThreadGroup group, String name);
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name);
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name, long stackSize);

方法一：繼承Thread類覆蓋run方法

public class ThreadDemo1 {
  public static void main(String[] args){
   Demo d = new Demo();
   d.start();
   for(int i=0;i<60;i++){
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
   }

  }
 }
 class Demo extends Thread{
  public void run(){
   for(int i=0;i<60;i++){
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
   }
  }
 }

方法二：

public class ThreadDemo2 {
 public static void main(String[] args){
  Demo2 d =new Demo2();
  Thread t = new Thread(d);
  t.start();
  for(int x=0;x<60;x++){
   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
  }
 }
}
class Demo2 implements Runnable{
 public void run(){
  for(int x=0;x<60;x++){
   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
  }
 }
}

2.線程的生命周期

與人有生老病死一樣，線程也同樣要經(jīng)歷開始（等待）、運(yùn)行、掛起和停止四種不同的狀態(tài)。這四種狀態(tài)都可以通過Thread類中的方法進(jìn)行控制。下面給出了Thread類中和這四種狀態(tài)相關(guān)的方法。

// 開始線程
publicvoid start( );
publicvoid run( );
// 掛起和喚醒線程
publicvoid resume( );     // 不建議使用
publicvoid suspend( );    // 不建議使用
publicstaticvoid sleep(long millis);
publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos);
// 終止線程
publicvoid stop( );       // 不建議使用
publicvoid interrupt( );
// 得到線程狀態(tài)
publicboolean isAlive( );
publicboolean isInterrupted( );
publicstaticboolean interrupted( );
// join方法
publicvoid join( ) throws InterruptedException;

線程在建立后并不馬上執(zhí)行run方法中的代碼，而是處于等待狀態(tài)。線程處于等待狀態(tài)時(shí)，可以通過Thread類的方法來設(shè)置線程不各種屬性，如線程的優(yōu)先級(jí)（setPriority）、線程名(setName)和線程的類型（setDaemon）等。

當(dāng)調(diào)用start方法后，線程開始執(zhí)行run方法中的代碼。線程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。可以通過Thread類的isAlive方法來判斷線程是否處于運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)線程處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，isAlive返回true，當(dāng)isAlive返回false時(shí)，可能線程處于等待狀態(tài)，也可能處于停止?fàn)顟B(tài)。下面的代碼演示了線程的創(chuàng)建、運(yùn)行和停止三個(gè)狀態(tài)之間的切換，并輸出了相應(yīng)的isAlive返回值。

一但線程開始執(zhí)行run方法，就會(huì)一直到這個(gè)run方法執(zhí)行完成這個(gè)線程才退出。但在線程執(zhí)行的過程中，可以通過兩個(gè)方法使線程暫時(shí)停止執(zhí)行。這兩個(gè)方法是suspend和sleep。在使用suspend掛起線程后，可以通過resume方法喚醒線程。而使用sleep使線程休眠后，只能在設(shè)定的時(shí)間后使線程處于就緒狀態(tài)（在線程休眠結(jié)束后，線程不一定會(huì)馬上執(zhí)行，只是進(jìn)入了就緒狀態(tài)，等待著系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度）。

在使用sleep方法時(shí)有兩點(diǎn)需要注意：

1. sleep方法有兩個(gè)重載形式，其中一個(gè)重載形式不僅可以設(shè)毫秒，而且還可以設(shè)納秒(1,000,000納秒等于1毫秒)。但大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺(tái)上的Java虛擬機(jī)都無法精確到納秒，因此，如果對(duì)sleep設(shè)置了納秒，Java虛擬機(jī)將取最接近這個(gè)值的毫秒。

2. 在使用sleep方法時(shí)必須使用throws或try{…}catch{…}。因?yàn)閞un方法無法使用throws，所以只能使用try{…}catch{…}。當(dāng)在線程休眠的過程中，使用interrupt方法中斷線程時(shí)sleep會(huì)拋出一個(gè)InterruptedException異常。sleep方法的定義如下：

publicstaticvoid sleep(long millis) throws InterruptedException
publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

有三種方法可以使終止線程。

1. 使用退出標(biāo)志，使線程正常退出，也就是當(dāng)run方法完成后線程終止。

2. 使用stop方法強(qiáng)行終止線程（這個(gè)方法不推薦使用，因?yàn)閟top和suspend、resume一樣，也可能發(fā)生不可預(yù)料的結(jié)果）。

3. 使用interrupt方法中斷線程。

1. 使用退出標(biāo)志終止線程

當(dāng)run方法執(zhí)行完后，線程就會(huì)退出。但有時(shí)run方法是永遠(yuǎn)不會(huì)結(jié)束的。如在服務(wù)端程序中使用線程進(jìn)行監(jiān)聽客戶端請(qǐng)求，或是其他的需要循環(huán)處理的任務(wù)。在這種情況下，一般是將這些任務(wù)放在一個(gè)循環(huán)中，如while循環(huán)。如果想讓循環(huán)永遠(yuǎn)運(yùn)行下去，可以使用while(true){…}來處理。但要想使while循環(huán)在某一特定條件下退出，最直接的方法就是設(shè)一個(gè)boolean類型的標(biāo)志，并通過設(shè)置這個(gè)標(biāo)志為true或false來控制while循環(huán)是否退出。下面給出了一個(gè)利用退出標(biāo)志終止線程的例子。

join方法的功能就是使異步執(zhí)行的線程變成同步執(zhí)行。也就是說，當(dāng)調(diào)用線程實(shí)例的start方法后，這個(gè)方法會(huì)立即返回，如果在調(diào)用start方法后后需要使用一個(gè)由這個(gè)線程計(jì)算得到的值，就必須使用join方法。如果不使用join方法，就不能保證當(dāng)執(zhí)行到start方法后面的某條語句時(shí)，這個(gè)線程一定會(huì)執(zhí)行完。而使用join方法后，直到這個(gè)線程退出，程序才會(huì)往下執(zhí)行。下面的代碼演示了join的用法。

3.多線程安全問題

問題原因：當(dāng)多條語句在操作同一個(gè)線程共享數(shù)據(jù)時(shí)，一個(gè)線程對(duì)多條語句只執(zhí)行了一部分，還沒執(zhí)行完，另一個(gè)線程參與進(jìn)來執(zhí)行，導(dǎo)致共享數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。

解決辦法：對(duì)多條操作共享數(shù)據(jù)的語句，只能讓一個(gè)線程都執(zhí)行完，在執(zhí)行過程中，其他線程不執(zhí)行。

同步代碼塊：

public class ThreadDemo3 {
 public static void main(String[] args){
  Ticket t =new Ticket();
  Thread t1 = new Thread(t,"窗口一");
  Thread t2 = new Thread(t,"窗口二");
  Thread t3 = new Thread(t,"窗口三");
  Thread t4 = new Thread(t,"窗口四");
  t1.start();
  t2.start();
  t3.start();
  t4.start();
 }
}
class Ticket implements Runnable{
 private int ticket =400;
 public void run(){
  while(true){
   synchronized (new Object()) {
    try {
     Thread.sleep(1);
    } catch (InterruptedException e) {
     // TODO Auto-generated catch block
     e.printStackTrace();
    }
    if(ticket<=0)
     break;
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---賣出"+ticket--);
   }
  }
 }
}

同步函數(shù)

public class ThreadDemo3 {
 public static void main(String[] args){
  Ticket t =new Ticket();
  Thread t1 = new Thread(t,"窗口一");
  Thread t2 = new Thread(t,"窗口二");
  Thread t3 = new Thread(t,"窗口三");
  Thread t4 = new Thread(t,"窗口四");
  t1.start();
  t2.start();
  t3.start();
  t4.start();
 }
}
class Ticket implements Runnable{
 private int ticket = 4000;
 public synchronized void saleTicket(){
  if(ticket>0)
   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"賣出了"+ticket--);

 }
 public void run(){
  while(true){
   saleTicket();
  }
 }
}

同步函數(shù)鎖是this 靜態(tài)同步函數(shù)鎖是class

線程間的通信

public class ThreadDemo3 {
 public static void main(String[] args){
  class Person{
   public String name;
   private String gender;
   public void set(String name,String gender){
    this.name =name;
    this.gender =gender;
   }
   public void get(){
    System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
   }
  }
  final Person p =new Person();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    int x=0;
    while(true){
     if(x==0){
      p.set("張三", "男");
     }else{
      p.set("lili", "nv");
     }
     x=(x+1)%2;
    }
   }
  }).start();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     p.get();
    }
   }
  }).start();
 }
}
/*
張三....男
張三....男
lili....nv
lili....男
張三....nv
lili....男
*/

修改上面代碼

public class ThreadDemo3 {
  public static void main(String[] args){
   class Person{
    public String name;
    private String gender;
    public void set(String name,String gender){
     this.name =name;
     this.gender =gender;
    }
    public void get(){
     System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
    }
   }
   final Person p =new Person();
   new Thread(new Runnable(){
    public void run(){
     int x=0;
     while(true){
      synchronized (p) {
       if(x==0){
        p.set("張三", "男");
       }else{
        p.set("lili", "nv");
       }
       x=(x+1)%2; 
      }

     }
    }
   }).start();
   new Thread(new Runnable(){
    public void run(){
     while(true){
      synchronized (p) {
       p.get();
      }
     }
    }
   }).start();
  }

 }
 /*
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 張三....男
 張三....男
 張三....男
 張三....男
 */

等待喚醒機(jī)制

/*
 *線程等待喚醒機(jī)制
 *等待和喚醒必須是同一把鎖 
 */
public class ThreadDemo3 {
 private static boolean flags =false;
 public static void main(String[] args){
  class Person{
   public String name;
   private String gender;
   public void set(String name,String gender){
    this.name =name;
    this.gender =gender;
   }
   public void get(){
    System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
   }
  }
  final Person p =new Person();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    int x=0;
    while(true){
     synchronized (p) {
      if(flags)
       try {
        p.wait();
       } catch (InterruptedException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       };
      if(x==0){
       p.set("張三", "男");
      }else{
       p.set("lili", "nv");
      }
      x=(x+1)%2;
      flags =true;
      p.notifyAll();
     }
    }
   }
  }).start();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     synchronized (p) {
      if(!flags)
       try {
        p.wait();
       } catch (InterruptedException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       };
      p.get();
      flags =false;
      p.notifyAll();
      }
    }
   }
  }).start();
 }
}

生產(chǎn)消費(fèi)機(jī)制一

public class ThreadDemo4 {
 private static boolean flags =false;
 public static void main(String[] args){
  class Goods{
   private String name;
   private int num;
   public synchronized void produce(String name){
    if(flags)
     try {
      wait();
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
    this.name =name+"編號(hào)："+num++;
    System.out.println("生產(chǎn)了...."+this.name);
    flags =true;
    notifyAll();
   }
   public synchronized void consume(){
    if(!flags)
     try {
      wait();
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
    System.out.println("消費(fèi)了******"+name);
    flags =false;
    notifyAll();
   }

  }
  final Goods g =new Goods();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     g.produce("商品");
    }
   }
  }).start();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     g.consume();
    }
   }
  }).start();
 }
}

生產(chǎn)消費(fèi)機(jī)制2

public class ThreadDemo4 {
 private static boolean flags =false;
 public static void main(String[] args){
  class Goods{
   private String name;
   private int num;
   public synchronized void produce(String name){
    while(flags)
     try {
      wait();
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
    this.name =name+"編號(hào)："+num++;
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生產(chǎn)了...."+this.name);
    flags =true;
    notifyAll();
   }
   public synchronized void consume(){
    while(!flags)
     try {
      wait();
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消費(fèi)了******"+name);
    flags =false;
    notifyAll();
   }

  }
  final Goods g =new Goods();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     g.produce("商品");
    }
   }
  },"生產(chǎn)者一號(hào)").start();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     g.produce("商品");
    }
   }
  },"生產(chǎn)者二號(hào)").start();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     g.consume();
    }
   }
  },"消費(fèi)者一號(hào)").start();
  new Thread(new Runnable(){
   public void run(){
    while(true){
     g.consume();
    }
   }
  },"消費(fèi)者二號(hào)").start();
 }
}
/*
消費(fèi)者二號(hào)消費(fèi)了******商品編號(hào)：48049
生產(chǎn)者一號(hào)生產(chǎn)了....商品編號(hào)：48050
消費(fèi)者一號(hào)消費(fèi)了******商品編號(hào)：48050
生產(chǎn)者一號(hào)生產(chǎn)了....商品編號(hào)：48051
消費(fèi)者二號(hào)消費(fèi)了******商品編號(hào)：48051
生產(chǎn)者二號(hào)生產(chǎn)了....商品編號(hào)：48052
消費(fèi)者二號(hào)消費(fèi)了******商品編號(hào)：48052
生產(chǎn)者一號(hào)生產(chǎn)了....商品編號(hào)：48053
消費(fèi)者一號(hào)消費(fèi)了******商品編號(hào)：48053
生產(chǎn)者一號(hào)生產(chǎn)了....商品編號(hào)：48054
消費(fèi)者二號(hào)消費(fèi)了******商品編號(hào)：48054
生產(chǎn)者二號(hào)生產(chǎn)了....商品編號(hào)：48055
消費(fèi)者二號(hào)消費(fèi)了******商品編號(hào)：48055
*/

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