最全面的Java多線程用法解析

2020-12-11 CSDN

最全面的java多線程用法解析，如果你對Java的多線程機制並沒有深入的研究，那麼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); } } }

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;

線程在建立後並不馬上執行run方法中的代碼，而是處於等待狀態。線程處於等待狀態時，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方法後，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於運行狀態。當線程處於運行狀態時，isAlive返回true，當isAlive返回false時，可能線程處於等待狀態，也可能處於停止狀態。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，並輸出了相應的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掛起線程後，可以通過resume方法喚醒線程。而使用sleep使線程休眠後，只能在設定的時間後使線程處於就緒狀態（在線程休眠結束後，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納秒等於1毫秒)。但大多數作業系統平臺上的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。

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：

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。

使用退出標誌，使線程正常退出，也就是當run方法完成後線程終止。

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）。

使用interrupt方法中斷線程。

1.使用退出標誌終止線程

當run方法執行完後，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類型的標誌，並通過設置這個標誌為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誌終止線程的例子。

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方法後，這個方法會立即返回，如果在調用start方法後後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方法後面的某條語句時，這個線程一定會執行完。而使用join方法後，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(); } } }

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

/** * Java學習交流QQ群：589809992 我們一起學Java！ */ 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

/** * Java學習交流QQ群：589809992 我們一起學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(); } }

生產消費機制二

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 消費者二號消費了******商品編號：48054 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 */

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