Java 多线程学习随笔
实现线程的两种方式
在Java中主要提供两种方式实现线程，分别继承java.lang.Thred类与实现java.lang.Runnable接口
继承Thread类
从这个类中实例化的对象代表线程，程序员启动一个新线程需要建立Thread实例。Thred类中常用的两个构造方法如下：
Public Thread()：创建一个新的线程对象
Public Thread(String thredName)：创建一个名称为thredName的线程对象
完成线程真正功能的代码放在类的run()方法中，当一个类继承Thred类后，就可以在该类中覆盖run()方法，将实现该线程功能的代码写入run()方法中，然后同时调用Thred类中的start()方法执行线程，也就是调用run()方法
Thread对象需要一个任务来执行，任务是指线程在启动时执行的工作，该工作的功能代码被写在run()方法中。run()方法必须使用以下语法格式：
Public void run(){
}
如果start()方法调用一个已经启动的线程，系统将抛出IllegalThreadStateException异常
当执行一个线程程序时，就自动产生一个线程，主方法正是在这个线程上运行的。当不再启动其他线程时，该程序就为单线程程序，如在本章以前的程序都是单线程程序。主方法线程启动由Java虚拟机负责，程序员负责启动自己的线程。
public static void main(String[] args){
New ThreadTest().start();
}
实现Runnable接口
如果程序员需要继承其他类（非Thread类），而且还要使当前类实现多线程，那么可以通过Runnable接口来实现。例如，一个JFrame类的GUI程序不可能再继承Thread类，因为Java语言不支持多继承，这时该类就需要实现Runnable接口使其具有使用线程的功能。
实质上Thread类实现了Runnable接口，其中的run（）方法正是对Runnable接口中的run（）方法的具体实现
实现Runnable接口的程序会创建一个Thread对象，并将Runnable对象与Thread对象相关联。
Thread构造方法：
public Thread(Runnable target)
Public Thread(Runnable target, String name)
使用Runnable接口启动新的线程的步骤如下：
（1）建立Runnable对象
（2）使用参数为Runnable对象的构造方法创建Thread实例
（3）调用start()方法启动线程
启动一个新的线程，不是直接调用Thread子类对象的run()方法，而是调用Thread子类的start（）方法，Thread类的start()方法产生一个新的线程，该线程运行Thread子类的run()方法。
线程的生命周期
线程具有生命周期，其中包含7种状态，分别为出生状态、就绪状态、运行状态、等待状态、休眠状态、阻塞状态和死亡状态。出声状态就是线程被创建时处于的状态，在用户使用该线程实例时调用start()方法之前线程都处于出生状态；当用户调用start()方法后，线程处于就绪状态（又被称为可执行状态）；当线程得到系统资源后就进入运行状态。
一旦线程进入可执行状态，它会在就绪与运行状态下转换，同时也有可能进入等待、休眠、阻塞或死亡状态。当处于运行状态下的线程调用Thread类中的wait()方法时，该线程便进入等待状态，进入等待状态的线程必须调用Thread类中的notify()方法才能被唤醒，而notifyAll()方法是将所有处于等待状态下的线程唤醒；当线程调用Thread类中的sleep()方法时，则会进入休眠状态。如果一个线程在运行状态下发出输入/输出请求，该线程将进入阻塞状态，在其等待输入/输出结束时线程进入就绪状态，对于阻塞的线程来说，即使系统资源空闲，线程依然不能回到运行状态。当线程的run()方法执行完毕时，线程进入死亡状态。
虽然多线程看起来像同时执行，但事实上在同一时间点上只有一个线程被执行，只是线程之间切换较快，所以才会使人产生线程是同时进行的假象。在Windows系统中，系统会为每个线程分配一小段CPU时间片，一旦CPU时间片结束就会将当前线程换为下一个线程，即使该线程没有结束。
使线程处于就绪状态有以下几种方法：
调用sleep()方法
调用wait()方法
等待输入/输出完成
当线程处于就绪状态后，可以用以下几种方法使线程再次进入运行状态：
线程调用notify()方法
线程调用notifyAll()方法
线程调用interrupt()方法
线程的休眠时间结束
输入/输出结束
另外的一个版本：六种状态
1. 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
2. 运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的称为“运行”。
线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（ready）。就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态（running）。
3.阻塞(BLOCKED)：表示线程阻塞于锁。
4.等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
5.超时等待(TIMED_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间后自行返回。
6. 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。
1. 初始状态
实现Runnable接口和继承Thread可以得到一个线程类，new一个实例出来，线程就进入了初始状态。
2.1. 就绪状态
就绪状态只是说你资格运行，调度程序没有挑选到你，你就永远是就绪状态。
调用线程的start()方法，此线程进入就绪状态。
当前线程sleep()方法结束，其他线程join()结束，等待用户输入完毕，某个线程拿到对象锁，这些线程也将进入就绪状态。
当前线程时间片用完了，调用当前线程的yield()方法，当前线程进入就绪状态。
锁池里的线程拿到对象锁后，进入就绪状态。
2.2. 运行中状态
线程调度程序从可运行池中选择一个线程作为当前线程时线程所处的状态。这也是线程进入运行状态的唯一一种方式。
3. 阻塞状态
阻塞状态是线程阻塞在进入synchronized关键字修饰的方法或代码块(获取锁)时的状态。
4. 等待
处于这种状态的线程不会被分配CPU执行时间，它们要等待被显式地唤醒，否则会处于无限期等待的状态。
5. 超时等待
处于这种状态的线程不会被分配CPU执行时间，不过无须无限期等待被其他线程显示地唤醒，在达到一定时间后它们会自动唤醒。
6. 终止状态
当线程的run()方法完成时，或者主线程的main()方法完成时，我们就认为它终止了。这个线程对象也许是活的，但是，它已经不是一个单独执行的线程。线程一旦终止了，就不能复生。
在一个终止的线程上调用start()方法，会抛出java.lang.IllegalThreadStateException异常。
等待队列
调用obj的wait(), notify()方法前，必须获得obj锁，也就是必须写在synchronized(obj) 代码段内。
与等待队列相关的步骤和图
同步队列状态
当前线程想调用对象A的同步方法时，发现对象A的锁被别的线程占有，此时当前线程进入同步队列。简言之，同步队列里面放的都是想争夺对象锁的线程。
当一个线程1被另外一个线程2唤醒时，1线程进入同步队列，去争夺对象锁。
同步队列是在同步的环境下才有的概念，一个对象对应一个同步队列。
线程等待时间到了或被notify/notifyAll唤醒后，会进入同步队列竞争锁，如果获得锁，进入RUNNABLE状态，否则进入BLOCKED状态等待获取锁。
几个方法的比较
Thread.sleep(long millis)，一定是当前线程调用此方法，当前线程进入TIMED_WAITING状态，但不释放对象锁，millis后线程自动苏醒进入就绪状态。作用：给其它线程执行机会的最佳方式。
Thread.yield()，一定是当前线程调用此方法，当前线程放弃获取的CPU时间片，但不释放锁资源，由运行状态变为就绪状态，让OS再次选择线程。作用：让相同优先级的线程轮流执行，但并不保证一定会轮流执行。实际中无法保证yield()达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。Thread.yield()不会导致阻塞。该方法与sleep()类似，只是不能由用户指定暂停多长时间。
t.join()/t.join(long millis)，当前线程里调用其它线程t的join方法，当前线程进入WAITING/TIMED_WAITING状态，当前线程不会释放已经持有的对象锁。线程t执行完毕或者millis时间到，当前线程进入就绪状态。
obj.wait()，当前线程调用对象的wait()方法，当前线程释放对象锁，进入等待队列。依靠notify()/notifyAll()唤醒或者wait(long timeout) timeout时间到自动唤醒。
obj.notify()唤醒在此对象监视器上等待的单个线程，选择是任意性的。notifyAll()唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
操作线程的方法
线程的休眠
sleep:参数为等待的毫秒
try{
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
上述代码会使线程在2秒之内不会进入就绪状态。由于sleep()方法的执行有可能抛出InterruptedException异常，所以将sleep()方法的调用放在try-catch块中。虽然使用了sleep()方法的线程在一段时间内会醒来，但并不能保证它醒来后进入运行状态，只能保证他进入就绪状态。
线程的加入
如果当前某程序为多线程程序，假如存在一个线程A，现在需要插入线程B，并要求线程B先执行完毕，然后再继续执行线程A，此时可以使用Thread类中的join()方法来完成。这就好比此时我正在看电视，突然有人上门收水费，我必须付完水费之后才能继续看电视。
当某个线程使用join()方法加入到另一个线程时，另一个线程会等待该线程执行完毕后再继续执行。
线程的中断
以前的stop()方法在现在的JDK已经废除。现在提倡在run()方法中使用无限循环的形式，然后使用一个布尔型标记控制循环的停止。
public class interruptedTest implements Runnable{
Private boolean isContinue = false;
public void run(){
while(true){
//…
If( isContinue)
Break;
}
}
Public void setContinue(){
this.isContinue = true;
}
}
如果线程是因为使用了sleep()或wait()方法进入了就绪状态，可以使用Thread类中interrupt()方法使线程离开run()方法，同时结束线程，但程序会抛出InterruptedException异常，用户可以在处理该异常时完成线程的中断业务处理，如终止while循环。
线程的礼让
Thread类中提供了一种礼让方法，使用yield()方法表示，它只是给当前正处于运行状态的线程一个提醒，告知它可以将资源里让给其他线程，但这仅是一种暗示，没有任何一种机制保证当前线程会将资源礼让。
Yield()方法使具有同样优先级的线程又进入可执行状态的机会，当当前线程放弃执行权时会再度回到就绪状态。对于支持多任务的操作系统来说，不需要调用yield()方法，因为操作系统会为线程自动分配CPU时间片来执行。
线程的优先级
Thread类中包含的成员变量代表了线程的某些优先级，如Thread.MIN_PRIORITY（常数1）、Thread.MAX_PRIORITY（常数10）、Thread.NORM_PRIORITY（常数5）。其中每个线程的优先级都在Thread.MIN_PRIORITY~Thread.MAX_PRIORITY之间，在默认情况下其优先级都是Thread.NORM_PRIORITY。每个新的线程都继承了父线程的优先级。
在多任务操作系统中，每个线程都会得到一小段CPU时间片运行，在时间结束时，将轮换另一个线程进入运行状态，这时系统会选择与当前线程优先级相同的线程予以运行。系统始终选择就绪状态下优先级高的线程进入运行状态。
线程的优先级可以使用setPriority()方法调整，如果使用该方法设置的优先级不在1~10之内，将产生IllegalArgumentException异常。
线程同步
线程同步机制
1.同步块（临界区)
在Java中提供了同步机制，可以有效地防止资源冲突。同步机制使用synchronized关键字。
Synchronized(Object){
}
通常将共享资源的操作放置在synchronized定义的区域，这样当其他线程也获取到这个锁时，必须等待锁被释放时才能进入该区域。Object为任意一个对象，每个对象都存在一个标志位，并具有两个值，分别为0和1。一个线程运行到同步块时首先检查该对象的标志位，如果为0状态，表明此同步块中存在其他线程正在运行。这时该线程处于就绪状态，直到处于同步块中的线程执行完同步块中的代码为止。这时该对象的标志位被设置为1，该线程才能执行同步块中的代码，并将Object对象的标志位设为0，防止其它线程执行同步块中的代码。
2.同步方法
同步方法就是在方法前面修饰synchronized关键字的方法
Synchronized void f(){
}
当某个对象调用了同步方法时，该对象上的其他同步方法必须等待该同步方法执行完毕后才能被执行。必须将每个能访问共享资源的方法修饰为synchronized，否则就会出错。
浙公网安备 33010602011771号