java多线程初步理解

 

      也许我们经常做的事就是一边聊QQ一边听音乐，有的还一边玩游戏，这一切都是多任务实现的。而java语言使用多线程实现了一个程序中的多个任务同时运行。

      那到底是不是同时执行多线程呢？显然不是，CPU一次只能然一个线程执行，由于线程之间切换速度很快，所以在我们看来是同时执行的。

 

java中如何实现多线程：

      1.继承Thread类创建多线程。

      2.实现Runnable接口创建多线程。

 

      继承Thread类，重写run()方法是实现多线程的方式之一，Thread类本身就实现了Runnable接口。

如下例继承Thread类：

public class ThreadTest extends Thread{
	public void run(){
		while(true){
			String name = Thread.currentThread().getName();
			sayHello(name);
			try {
				Thread.sleep(500);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	public void sayHello(String name){
		System.out.println(name+"说hello");
	}
	public static void main(String [] agrs){
		ThreadTest tt1 = new ThreadTest();
		ThreadTest tt2 = new ThreadTest();
		tt1.start();
		tt2.start();
	}
}

 

我的运行结果(每个人的运行结果都会不同)：

Thread-0说hello
Thread-1说hello
Thread-1说hello
Thread-0说hello
Thread-1说hello
Thread-0说hello
Thread-1说hello
Thread-0说hello

 

      可以看出线程是一个一个执行的，并且不是按顺序执行的，红色标记的地方说明。cpu为每个线程分配了时间片，哪个线程得到了CPU，哪个线程就得到执行，这个在后面再说明。

 

      实现Runnable接口，实现run()方法来创建多线程，如下例：

public class ThreadTest implements Runnable{
	public void run() {
		while(true){
			String name = Thread.currentThread().getName();
			sayHello(name);
			try {
				Thread.sleep(500);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	public void sayHello(String name){
		System.out.println(name+"说hello");
	}
	public static void main(String [] agrs){
		Runnable r = new ThreadTest();
		Thread thread1 = new Thread(r);
		Thread thread2 = new Thread(r);
		thread1.start();
		thread2.start();
	}
}

      这里只是创建线程对象有稍微的区别。

 

      那么他们之间有什么区别？甚至有的人问哪个更好？因为我就这么问过，但是在网上找到的答案基本都很片面，只找到了一个说的比较好，还需要时间研究研究。我列出来大家看看：

      1.适合多个相同程序代码的线程去处理同一资源的情况，把虚拟CPU（线程）同程序的代码、数据有效分离，较好地体现了面向对象的设计思想。

      2.可以避免由于java的单继承特性带来的局限。我们经常碰到这样一种情况，即当我们要将已继承了某一个类的子类放入多线程中，由于一个类不能同时有两个父类，所以不能用继承Thread类的方式，那么，这个类就只能采用实现Runnable接口的方式了。

      3.有利于程序的健壮性，代码能够被多个线程共享，代码与数据是独立的。当多个线程的执行代码来自同一个类的实例时，即称它们共享相同的代码。多个线程可以操作相同的数据，与它们的代码无关。当共享访问相同的对象时，即它们共享相同的数据。当线程被构造时，需要的代码和数据通过一个对象作为构造函数实参传递进去，这个对象就是一个实现了Runnable接口的类的实例

 

      那么实现多线程都是对run()方法重写，为什么不是直接调用run()方法而是调用start()方法呢？这里我们来看看run()和start()方法的区别。

start()：

      通过调用start()方法来启动线程，此时线程处于就绪状态，一旦得到CPU时间片就执行run()方法，方法run()称为线程体，它包含了要执行这个线程的内容，当run()方法运行结束，线程随即终止。

run()：

      run()方法只是Thread类的一个普通方法，如果直接调用run()方法，程序中只有主线程这一个线程，执行路径只有一条，要这个方法执行完才能执行下面的代码，这就没达到多线程的目的。

 

继续看如上例子，如果是：

      thread1.run();
         thread2.run();

那么运行结果为：

main说hello
main说hello
main说hello
main说hello
main说hello
main说hello
main说hello

 

      main就是我们一直以来接触的程序的入口(主方法)，其实它本身就是一个线程，并且是主线程。 

 

线程的生命周期：

      线程具有生命周期，包含3个状态，使用线程实例调用start()方法之前，线程处于出生状态，当调用start()方法后，线程就处于就绪状态，当线程得到系统资源后进入运行状态，当时间片结束线程又回到就绪状态，继续等待资源。

 

      而在线程执行过程中，线程又可能转入等待，睡眠，阻塞或者死亡状态。

 

      1.线程在执行过程中调用wait()方法进入等待状态，这时线程释放持有的资源，必须采用notify()或者notifyAll()方法来唤醒该进程或者被别的对象调用interrupt()方法打断，这个方法会抛出一个InterruptedException异常，这个异常如果不捕获处理，线程就会异常终止，当线程被唤醒后，再次进入就绪状态，等待资源。

      2.线程在执行过程中调用sleep()方法，进入睡眠状态，这个过程线程不会释放持有的资源，待睡眠时间完后即进入就绪状态，不会立即进入执行状态，因为线程调度机制恢复线程的运行也需要时间。当然睡眠状态也会被interrupt(0方法打断，效果和wait()一样。

      3.线程执行过程中，因为某些原因而使其停止执行。当线程阻塞后，别的贤臣就有机会执行，当线程阻塞被解除后进入就绪状态，等待被调度。

       阻塞原因有：

        a.线程调用sleep()方法放弃CPU时间片。

        b.线程调用wait()方法，等待别的线程来唤醒它。

        c.线程调用阻塞IO方法，方法返回前处于阻塞状态。(IO后面会分析)

        d.线程执行需要资源，在执行过程中，某些资源被别的线程持有，则该线程会处于阻塞状态来等待资源的获取。

        e.程序调用suspend()方法将该线程挂起，该方法容易产生死锁。

      4.线程进入死亡状态也是有原因的。

       死亡原因：

        a.线程执行完run()方法进入死亡状态。

        b.线程通过某种方式终止线程使其进入死亡状态(接下来分析)。

        c.线程抛出未捕获的线程使线程异常终止。

 

终止线程：

      在早期的JDK中提供了stop()方法来终止线程，但是新版本不建议使用，提倡用布尔标记控制循环的停止来达到终止线程的目的。

      1.在循环体中，通过条件判断，符合条件的就break;跳出循环，终止线程。

      2.循环条件不要写成true，而是手动控制循环条件的false来达到终止线程的目的。

 

线程的调度：

      1.线程执行前，通过优先级来达到线程调度的目的，优先级高的线程优先得到CPU执行。线程的优先级可以在程序中表明该线程的重要级，学过操作系统的都明白有很多的调度算法，这里不细说了。

      2.线程执行过程中，可以通过join()方法来调度线程，比如：

threadA = new Thread(new Runnable(){
	public void run() {
		for(int i = 0;i<=100;i++){
			if(i >= 50){
				threadB.join();
			}
		}
	}
});

      显然在线程A执行时，当i=50的时候，就会执行线程B，直到线程B执行完，线程A才会继续执行，这样也能达到线程调度的目的。

 

线程安全：

      在多线程中，说到什么最重要，要属线程安全当之无愧，引入多线程的目的就是对大量任务进行有序的管理，通过多个任务混合使用，可以更有效的利用计算机的资源。

      使用多线程，会发生两个以上的线程抢占资源的问题，必须防止资源访问的冲突。java提供线程同步机制可以防止资源访问的冲突(下篇分析)。

 

      欲知后事如何，请看下集。。。