多线程

1、创建多线程

1、继承Thread类,并重写run()方法
    class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
        }
    }

其中run()方法是线程的执行体,该线程想要完成的任务,都有在这里面定义

2、实现Runnable接口
        Runnable runnable=new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            }
        };
        //以runnable对象作为Thread对象的target
        Thread thread=new Thread(runnable);

Thread对象负责执行其target的run()方法,即最终Runnable 对象的run()方法要作为线程的执行体

public class Thread implements Runnable {
    public Thread(Runnable target) {
        init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
    }

    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }
 }
3、Callable、Future、FutureTask,可以实现在任务结束之后,返回结果

Callable提供了call()方法作为线程的执行体,call()方法有返回值,可以抛出异常。

public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
}

但是Callable不是Runnable接口的子接口,所以不能直接作为Thread对象的target。

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    boolean isCancelled();
    boolean isDone();
    //获取执行结果,这个方法会产生阻塞,会一直等到任务执行完毕才返回
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

可以看出FutureTask最终继承了Runnable接口和Future接口。所以它即可以直接作为Thread对象的target使用,又可以作为Future得到Callable的返回值。如下可以看出,FutureTask实现了Runnable接口的run() 方法,并在run() 里调用了Callable的call()方法:所以,call()方法将作为线程的执行体。

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
    ...
    public FutureTask(Callable<V> callable) {
        ...
        this.callable = callable;
    }

    public void run() {
            ...
            Callable<V> c = callable;
            V result;
            result = c.call();
            set(result);
    }
}

** 三种方式的优缺点?**
1、线程类实现Callable、Runnable接口,还可以继承其他类;如果已经继承Thread类,就不能再继承其他类了
2、使用Callable、Runnable接口,多个线程可以共享同一个target对象,非常适合多个线程,处理同一份资源的情况
3、使用Callable,有返回值

2、线程的生命周期

在线程的生命周期中,它要经过新建(new)、就绪(runnable)、运行(running)、阻塞(block)、死亡(dead)五种状态。

新建的线程调用start()方法,进入就绪状态,就绪状态下的线程获得了CPU,进入运行状态,此时开始执行run()方法。在发生如下情况时,线程将进入阻塞状态:

  • 线程调用sleep()方法,主动放弃所占用的处理器资源
  • 线程调用了一个阻塞式IO方法,在该方法返回之前,该线程将被阻塞
  • 线程试图获得一个同步监听器,但该同步监听器正在被其他线程持有
  • ...

当前线程被阻塞后,其他线程就可以获得执行的机会;被阻塞的线程会下合适的时候,进入就绪状态。

线程状态

3、控制线程

1、join线程

当在一个线程调用其他线程的join()后,调用线程将被阻塞,直到其他线程(join线程)被执行完为止

        Thread thread=new Thread("");
        thread.join();
2、线程睡眠sleep

让当前线程暂停一段时间,并进入阻塞状态,可以调用Thread类的静态sleep()方法:在其sleep时间段内,该线程不会获得执行的机会

        Thread.sleep(3000);
3、线程让步,yield

让当前线程暂停,但不会阻塞该线程,只是将该线程进入就绪状态:让系统的线程调度器重新调度一次。
只有优先级和当前线程相同,或者比当前线程高,处于就绪状态的线程才能获得执行机会。

        Thread.yield();

sleep()方法拥有更好的移植性,通常不建议使用yield()方法控制并发线程的执行。

4、线程同步synchronized

Java关键字,是用来进行同步的。可以修饰代码块,或者方法。

// 多线程并发修改一个对象的时候,可能会引起问题。

1、同步代码块

线程在开始执行同步代码块之前,必须先获得对同步监视器(obj)的锁定。

        synchronized (obj){
            //同步代码块
        }

同步监视器可以是一个对象,也可以是一个类T,如下

        synchronized (T.class){
            //同步代码块
        }

任何时刻,只能有一个线程可以获得对同步监视器的锁定,当同步代码块执行完毕后,该线程会释放对同步监视器的锁定;

注意:
1、如果同步监视器是一个对象,当多个线程访问该对象的同步代码块时,有些线程会被阻塞,但是如果不同线程访问的是不同对象的同步代码,不会阻塞;
2、如果同步监视器是一个类,代表锁定的是一个类,当多个线程访问该类不同对象的的同步代码块时,有些线程依然会被阻塞。

2、同步方法

使用synchronized 来修饰某个方法,它的同步监视器默认是当前对象

   public synchronized void xx(){}

注意: synchronized关键字也可以修饰静态方法,此时它的同步监视器是类,当多个线程访问该类不同对象的的同步代码块时,有些线程依然会被阻塞。

3、释放同步监视器

任何线程在进入同步代码块/同步方法之前。必须先获得对同步监视器的锁定,那么什么时候会释放对同步监视器的锁定呢?

  • 执行结束
  • 遇到了break、return
  • 遇到了Error、Exception
  • 当前线程在执行同步代码块/同步方法时,执行了同步监视器对象的wait()方法,则当前线程暂停,并释放同步监视器

注意:当前线程在执行同步代码块/同步方法时,调用了Thread.sleep()、Thread.yield()方法,当前线程不会释放同步监视器

同步是以降低程序的运行效率为代价的,因此应该尽量减少同步的内容。

  • 不要对线程安全类的所有方法进行同步,只对那些会改变竞争(共享)资源的方法进行同步
  • 通常没有必要同步整个方法,使用synchronized代码块同步关键代码即可。

Java中Synchronized的用法

4、volatile关键字

4、线程通信

5、线程池

参考:疯狂Java讲义

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