最全面的Java多線程用法解析

jopen 9年前發布 | 25K 次閱讀 Java開發 JAVA多線程
最全面的java多線程用法解析，如果你對Java的多線程機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.創建線程

在Java中創建線程有兩種方法：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類或它的子類的實例。Thread構造函數：
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);
         }
     }
 }</pre> 

    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，線程也同樣要經歷開始（等待）、運行、掛起和停止四種不同的狀態。這四種狀態都可以通過Thread類中的方法進行控制。下面給出了Thread類中和這四種狀態相關的方法。


    
        // 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
    
    
        publicboolean isAlive( );
    
    
        publicboolean isInterrupted( );
    
    
        publicstaticboolean interrupted( );
    
    
        // join方法
    
    
        publicvoid join( ) throws InterruptedException;
    


    線程在建立后并不馬上執行run方法中的代碼，而是處于等待狀態。線程處于等待狀態時，可以通過Thread類的方法來設置線程不各種屬性，如線程的優先級（setPriority）、線程名(setName)和線程的類型（setDaemon）等。


    當調用start方法后，線程開始執行run方法中的代碼。線程進入運行狀態。可以通過Thread類的isAlive方法來判斷線程是否處于運行
狀態。當線程處于運行狀態時，isAlive返回true，當isAlive返回false時，可能線程處于等待狀態，也可能處于停止狀態。下面的代碼演
示了線程的創建、運行和停止三個狀態之間的切換，并輸出了相應的isAlive返回值。


    一但線程開始執行run方法，就會一直到這個run方法執行完成這個線程才退出。但在線程執行的過程中，可以通過兩個方法使線程暫時停止執行。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，只能在設定的
時間后使線程處于就緒狀態（在線程休眠結束后，線程不一定會馬上執行，只是進入了就緒狀態，等待著系統進行調度）。


    在使用sleep方法時有兩點需要注意： 



1. sleep方法有兩個重載形式，其中一個重載形式不僅可以設毫秒，而且還可以設納秒(1,000,000納秒等于1毫秒)。但大多數操作系統平臺上的Java虛擬機都無法精確到納秒，因此，如果對sleep設置了納秒，Java虛擬機將取最接近這個值的毫秒。</p>



2. 

在使用sleep方法時必須使用throws或try{…}catch{…}。因為run方法無法使用throws，所以只能使用
try{…}catch{…}。當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：</p>

    
        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。 


    1.  使用退出標志，使線程正常退出，也就是當run方法完成后線程終止。


    2.  使用stop方法強行終止線程（這個方法不推薦使用，因為stop和suspend、resume一樣，也可能發生不可預料的結果）。


    3.  使用interrupt方法中斷線程。



1. 使用退出標志終止線程</p>


    當run方法執行完后，線程就會退出。但有時run方法是永遠不會結束的。如在服務端程序中使用線程進行監聽客戶端請求，或是其他的需要循環處理的
任務。在這種情況下，一般是將這些任務放在一個循環中，如while循環。如果想讓循環永遠運行下去，可以使用while(true){…}來處理。但要
想使while循環在某一特定條件下退出，最直接的方法就是設一個boolean類型的標志，并通過設置這個標志為true或false來控制while
循環是否退出。下面給出了一個利用退出標志終止線程的例子。


    join方法的功能就是使異步執行的線程變成同步執行。也就是說，當調用線程實例的start方法后，這個方法會立即返回，如果在調用start方
法后后需要使用一個由這個線程計算得到的值，就必須使用join方法。如果不使用join方法，就不能保證當執行到start方法后面的某條語句時，這個
線程一定會執行完。而使用join方法后，直到這個線程退出，程序才會往下執行。下面的代碼演示了join的用法。


    3.多線程安全問題


    問題原因：當多條語句在操作同一個線程共享數據時，一個線程對多條語句只執行了一部分，還沒執行完，另一個線程參與進來執行，導致共享數據的錯誤。


    解決辦法：對多條操作共享數據的語句，只能讓一個線程都執行完，在執行過程中，其他線程不執行。


    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

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();
    }
}

}</pre> 

    同步函數鎖是this 靜態同步函數鎖是class


    線程間的通信 

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
 /</pre> 

    等待喚醒機制

/*
 *線程等待喚醒機制
 *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();
    }
}
 
    生產消費機制一

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();
}

}</pre> 

    生產消費機制2

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");
            }
        }
    },"生產者一號").start();
    new Thread(new Runnable(){
        public void run(){
            while(true){
                g.produce("商品");
            }
        }
    },"生產者二號").start();
    new Thread(new Runnable(){
        public void run(){
            while(true){
                g.consume();
            }
        }
    },"消費者一號").start();
    new Thread(new Runnable(){
        public void run(){
            while(true){
                g.consume();
            }
        }
    },"消費者二號").start();
}

}
/
消費者二號消費了**商品編號：48049
生產者一號生產了....商品編號：48050
消費者一號消費了**商品編號：48050
生產者一號生產了....商品編號：48051
消費者二號消費了**商品編號：48051
生產者二號生產了....商品編號：48052
消費者二號消費了**商品編號：48052
生產者一號生產了....商品編號：48053
消費者一號消費了**商品編號：48053
生產者一號生產了....商品編號：48054
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生產者二號生產了....商品編號：48055
消費者二號消費了**商品編號：48055/</pre> 來源：codeceo
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