Java三大線程同步機(jī)制代碼實(shí)戰(zhàn)指南

更新時(shí)間：2026年03月07日 10:21:00 作者：程序員碼小跳

文章介紹了Java線程的五種狀態(tài)（新建、就緒、運(yùn)行、阻塞、死亡）,以及線程的創(chuàng)建方式（繼承Thread類、實(shí)現(xiàn)Runnable接口、實(shí)現(xiàn)Callable接口）,本文通過(guò)實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友參考下吧

線程狀態(tài)

新建(New)：當(dāng)程序使用 new 關(guān)鍵字、Thread 類或其子類建立一個(gè)線程對(duì)象后，該線程就處于新建狀態(tài)。它保持這個(gè)狀態(tài)直到程序 start() 這個(gè)線程。(new MyThread)
就緒(Runnable 或Ready to Run)：當(dāng)線程對(duì)象調(diào)用了start()方法之后，該線程處于就緒狀態(tài)。就緒狀態(tài)的線程處于就緒隊(duì)列中，要等待JVM里線程調(diào)度器的調(diào)度。(new MyThread.start() )
運(yùn)行(Running)：如果處于就緒狀態(tài)的線程獲得了 CPU，開(kāi)始執(zhí)行 run()方法的線程執(zhí)行體，則該線程處于運(yùn)行狀態(tài)。
阻塞 (Blocked)：如果一個(gè)線程執(zhí)行了sleep、suspend等方法，失去CPU所占用資源之后，該線程就從運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)。在睡眠時(shí)間已到或獲得設(shè)備資源后可以重新進(jìn)入就緒狀態(tài)。
死亡(Dead)：線程會(huì)以下面三種方式結(jié)束，結(jié)束后就是死亡狀態(tài)。
- 正常結(jié)束：run()或 call()方法執(zhí)行完成，線程正常結(jié)束。
- 異常結(jié)束：線程拋出一個(gè)未捕獲的 Exception 或 Error。
- 調(diào)用結(jié)束：直接調(diào)用該線程的 stop()方法來(lái)結(jié)束該線程—該方法通常容易導(dǎo)致死鎖，不推薦使用

創(chuàng)建線程

繼承Thread類[無(wú)入?yún)?、無(wú)返回值]

實(shí)現(xiàn)步驟:

1.創(chuàng)建一個(gè)Thread類的子類 class MyThread extends Thread
2.在Thread類的子類中重寫(xiě)Thread類中的run()方法
3.創(chuàng)建Thread類的子類對(duì)象 MyThread t1 = new MyThread();
4.調(diào)用Thread類中的方法start()方法,開(kāi)啟新的線程,執(zhí)行run方法 t1.start()

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
    }
}
public class demo21Thread01 {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t1 = new MyThread();
        t1.start();
    }
}

實(shí)現(xiàn)Runnable接口[無(wú)入?yún)?，無(wú)返回值]

實(shí)現(xiàn)步驟:

1.創(chuàng)建一個(gè)Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類 class myThread implements Runnable

2.在實(shí)現(xiàn)類中重寫(xiě)Runnable接口的run方法

3.創(chuàng)建一個(gè)Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類對(duì)象 myThread t1 = new myThread();

4.創(chuàng)建Thread類對(duì)象，構(gòu)造方法中傳遞Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類對(duì)象Thread t=new Thread(t1);

5.調(diào)用Thread類中的start方法,開(kāi)啟新的線程執(zhí)行run方法 t.start()

class myThread02 implements Runnable {
    public void run() {
    }
}
public class demo21Thread01 {
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        myThread02 mythread = new myThread02();
        Thread t = new Thread(mythread);
        t.start();
    }
}

實(shí)現(xiàn)Callable接口[無(wú)入?yún)ⅲ蟹祷刂礭

class MyTask implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        try {
            // 模擬業(yè)務(wù)處理
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "success";
    }
}
public class demo21Thread01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、callable怎么用，引入FutureTask初始化
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new MyTask());
        new Thread(futureTask).start();
        // 2、FutureTask線程啟動(dòng)，與main線程互不干擾
        while (!futureTask.isDone()) {
        }
        // 3、獲得返回值：get方法盡量放在后面，一旦調(diào)用，線程等待等到執(zhí)行完畢，會(huì)導(dǎo)致堵塞
        String value = futureTask.get();
        System.out.println("MyData的返回值:" + value);
    }
}

通過(guò)線程池方式

ExecutorService es= Executors.newCachedThreadPool();		//緩存型線程池
ExecutorService es= Executors.newFixedThreadPool(2);		//固定型線程池
ExecutorService es=Executors.newSingleThreadExecutor();  	//單線程型線程池
以上三種通過(guò)es.submit(new MyRunable03(i));提交任務(wù)
ScheduledExecutorService es = Executors.newScheduledThreadPool(3);//延遲執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行型線程池
通過(guò)es.schedule(new myRunnable(i), 2, TimeUnit.SECONDS);提交任務(wù)

通過(guò)lambda表達(dá)式

new Thread(() -> {
    System.out.println("程序已啟動(dòng)");
}).start();

線程同步

3種讓線程等待和喚醒的方法

方式1: Object中的wait()線程等待、notify()喚醒線程【PS：必須配合synchronized】

方式2: Condition的await()線程等待、signal()喚醒線程【PS：必須配合ReentrantLock】

方式3: LockSupport的park()線程等待、unpark()喚醒線程

package thread;
/*
 * 兩個(gè)線依次次輸出1 2 3 4
 */
public class ThreadSyncTest2 {
    // 使用專用鎖對(duì)象（不可變）
    private static Object LOCK = new Object();
    private static int num = 1;
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            while (num <= 10) {
                try {
                    synchronized (LOCK) {
                        if (num % 2 == 0) {
                            System.out.println("偶數(shù)線程A: " + num++);
                            LOCK.notify();
                        } else {
                            LOCK.wait();
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }
        }, "偶數(shù)線程A").start();
        new Thread(() -> {
            while (num <= 10) {
                try {
                    synchronized (LOCK) {
                        if (num % 2 == 1) {
                            System.out.println("基數(shù)線程B: " + num++);
                            LOCK.notify();
                        } else {
                            LOCK.wait();
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }
        }, "基數(shù)線程B").start();
    }
}

package thread;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/*
 * 兩個(gè)線程一次輸出1 2 3 4
 */
public class ThreadSyncTest3 {
    private static int num = 1;
    // 鎖與條件變量
    private static final ReentrantLock LOCK = new ReentrantLock();
    private static final Condition ODD_COND = LOCK.newCondition();    // 奇數(shù)條件隊(duì)列
    private static final Condition EVEN_COND = LOCK.newCondition();    // 偶數(shù)條件隊(duì)列
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            while (num <= 10) {
                LOCK.lock();
                try {
                    if (num % 2 == 0) {
                        System.out.println("偶數(shù)線程A: " + num++);
                        ODD_COND.signal();
                    } else {
                        EVEN_COND.await();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    break;
                } finally {
                    LOCK.unlock();
                }
            }
            EVEN_COND.signal();
        }, "偶數(shù)線程A").start();
        new Thread(() -> {
            while (num <= 10) {
                LOCK.lock();
                try {
                    if (num % 2 == 1) {
                        System.out.println("基數(shù)線程B: " + num++);
                        EVEN_COND.signal();
                    } else {
                        ODD_COND.await();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    break;
                } finally {
                    LOCK.unlock();
                }
            }
            EVEN_COND.signal();
        }, "基數(shù)線程B").start();
    }
}

方式1和方式2存在的問(wèn)題

1、線程先要獲得并持有鎖，必須在鎖塊（synchronized或lock）中，必須配合使用

2、必須要先等待后喚醒，線程才能夠被喚醒

LockSupport主要是解決上面2個(gè)問(wèn)題，LockSupport 類使用了一種名為 permit（許可）的概念來(lái)做到阻塞和喚醒線程的功能，每個(gè)線程都有一個(gè)許可（permit），permit 只有兩個(gè)值 1 和零，默認(rèn)是零，不能累積