Java多線程用法的實(shí)例詳解
Java多線程用法的實(shí)例詳解
前言：
最全面的java多線程用法解析，如果你對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接口時需要建立一個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，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（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，isAlive返回true，當(dāng)isAlive返回false時，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，就會一直到這個run方法執(zhí)行完成這個線程才退出。但在線程執(zhí)行的過程中，可以通過兩個方法使線程暫時停止執(zhí)行。這兩個方法是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方法時有兩點(diǎn)需要注意：
1.sleep方法有兩個重載形式，其中一個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)平臺上的Java虛擬機(jī)都無法精確到納秒，因此，如果對sleep設(shè)置了納秒，Java虛擬機(jī)將取最接近這個值的毫秒。
2.在使用sleep方法時必須使用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sleep會拋出一個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。
- 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。
- 使用stop方法強(qiáng)行終止線程（這個方法不推薦使用，因?yàn)閟top和suspend、resume一樣，也可能發(fā)生不可預(yù)料的結(jié)果）。
- 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，線程就會退出。但有時run方法是永遠(yuǎn)不會結(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boolean類型的標(biāo)志，并通過設(shè)置這個標(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，這個方法會立即返回，如果在調(diào)用start方法后后需要使用一個由這個線程計(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，這個線程一定會執(zhí)行完。而使用join方法后，直到這個線程退出，程序才會往下執(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線程共享數(shù)據(jù)時，一個線程對多條語句只執(zhí)行了一部分，還沒執(zhí)行完，另一個線程參與進(jìn)來執(zhí)行，導(dǎo)致共享數(shù)據(jù)的錯誤。
解決辦法：對多條操作共享數(shù)據(jù)的語句，只能讓一個線程都執(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
/**
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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....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
/**
* Java學(xué)習(xí)交流QQ群：589809992 我們一起學(xué)Java！
*/
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："+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)制二
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："+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").start();
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
while(true){
g.produce("商品");
}
}
},"生產(chǎn)者二號").start();
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
while(true){
g.consume();
}
}
},"消費(fèi)者一號").start();
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
while(true){
g.consume();
}
}
},"消費(fèi)者二號").start();
}
}
/*
消費(fèi)者二號消費(fèi)了******商品編號：48049
生產(chǎn)者一號生產(chǎn)了....商品編號：48050
消費(fèi)者一號消費(fèi)了******商品編號：48050
生產(chǎn)者一號生產(chǎn)了....商品編號：48051
消費(fèi)者二號消費(fèi)了******商品編號：48051
生產(chǎn)者二號生產(chǎn)了....商品編號：48052
消費(fèi)者二號消費(fèi)了******商品編號：48052
生產(chǎn)者一號生產(chǎn)了....商品編號：48053
消費(fèi)者一號消費(fèi)了******商品編號：48053
生產(chǎn)者一號生產(chǎn)了....商品編號：48054
消費(fèi)者二號消費(fèi)了******商品編號：48054
生產(chǎn)者二號生產(chǎn)了....商品編號：48055
消費(fèi)者二號消費(fèi)了******商品編號：48055
*/
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