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(méi)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(lèi)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(wú)論是通過(guò)Thread類(lèi)還是Runnable接口建立線程，都必須建立Thread類(lèi)或它的子類(lèi)的實(shí)例。Thread構(gòu)造函數(shù)：
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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(lèi)覆蓋run方法
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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：
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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(kāi)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(guò)Thread類(lèi)中的方法進(jìn)行控制。下面給出了Thread類(lèi)中和這四種狀態(tài)相關(guān)的方法。
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// 開(kāi)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(guò)Thread類(lèi)的方法來(lái)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(lèi)型（setDaemon）等。
當(dāng)調(diào)用start方法后，線程開(kāi)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(guò)Thread類(lèi)的isAlive方法來(lái)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(kāi)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(guò)程中，可以通過(guò)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(guò)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(wú)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(wú)法使用throws，所以只能使用try{…}catch{…}。當(dāng)在線程休眠的過(guò)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：
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publicstaticvoid sleep(long millis) throws InterruptedExceptionpublicstaticvoid 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(tīng)客戶(hù)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(lái)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(lèi)型的標(biāo)志，并通過(guò)設(shè)置這個(gè)標(biāo)志為true或false來(lái)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(shuō)，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(yǔ)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(wèn)題
問(wèn)題原因：當(dāng)多條語(yǔ)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(yǔ)句只執(zhí)行了一部分，還沒(méi)執(zhí)行完，另一個(gè)線程參與進(jìn)來(lái)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(yǔ)句，只能讓一個(gè)線程都執(zhí)行完，在執(zhí)行過(guò)程中，其他線程不執(zhí)行。
同步代碼塊：
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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(mài)出"+ticket--); } } }} |
同步函數(shù)
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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(mài)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
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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....nvlili....男張三....nvlili....男*/ |
修改上面代碼
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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
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/* *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
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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
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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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