最全面的Java多线程用法解析

超、凢脫俗 2022-05-26 08:58 195阅读 0赞

最全面的java多线程用法解析，如果你对Java的多线程机制并没有深入的研究，那么本文可以帮助你更透彻地理解Java多线程的原理以及使用方法。

# 1.创建线程 #

在Java中创建线程有两种方法：使用Thread类和使用Runnable接口。在使用Runnable接口时需要建立一个Thread实例。因此，无论是通过Thread类还是Runnable接口建立线程，都必须建立Thread类或它的子类的实例。Thread构造函数：

*  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：继承Thread类覆盖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.线程的生命周期 #

与人有生老病死一样，线程也同样要经历开始（等待）、运行、挂起和停止四种不同的状态。这四种状态都可以通过Thread类中的方法进行控制。下面给出了Thread类中和这四种状态相关的方法。

*  // 开始线程
 *  publicvoid start( );
 *  publicvoid run( );
 *  // 挂起和唤醒线程
 *  publicvoid resume( ); // 不建议使用
 *  publicvoid suspend( ); // 不建议使用
 *  publicstaticvoid sleep(long millis);
 *  publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos);
 *  // 终止线程
 *  publicvoid stop( ); // 不建议使用
 *  publicvoid interrupt( );
 *  // 得到线程状态
 *  publicboolean isAlive( );
 *  publicboolean isInterrupted( );
 *  publicstaticboolean interrupted( );
 *  // join方法
 *  publicvoid join( ) throws InterruptedException;

线程在建立后并不马上执行run方法中的代码，而是处于等待状态。线程处于等待状态时，可以通过Thread类的方法来设置线程不各种属性，如线程的优先级（setPriority）、线程名(setName)和线程的类型（setDaemon）等。

当调用start方法后，线程开始执行run方法中的代码。线程进入运行状态。可以通过Thread类的isAlive方法来判断线程是否处于运行状态。当线程处于运行状态时，isAlive返回true，当isAlive返回false时，可能线程处于等待状态，也可能处于停止状态。下面的代码演示了线程的创建、运行和停止三个状态之间的切换，并输出了相应的isAlive返回值。

一但线程开始执行run方法，就会一直到这个run方法执行完成这个线程才退出。但在线程执行的过程中，可以通过两个方法使线程暂时停止执行。这两个方法是suspend和sleep。在使用suspend挂起线程后，可以通过resume方法唤醒线程。而使用sleep使线程休眠后，只能在设定的时间后使线程处于就绪状态（在线程休眠结束后，线程不一定会马上执行，只是进入了就绪状态，等待着系统进行调度）。

**在使用sleep方法时有两点需要注意：**

1.sleep方法有两个重载形式，其中一个重载形式不仅可以设毫秒，而且还可以设纳秒(1,000,000纳秒等于1毫秒)。但大多数操作系统平台上的Java虚拟机都无法精确到纳秒，因此，如果对sleep设置了纳秒，Java虚拟机将取最接近这个值的毫秒。

2.在使用sleep方法时必须使用throws或try\{…\}catch\{…\}。因为run方法无法使用throws，所以只能使用try\{…\}catch\{…\}。当在线程休眠的过程中，使用interrupt方法中断线程时sleep会抛出一个InterruptedException异常。sleep方法的定义如下：

*  publicstaticvoid sleep(long millis) throws InterruptedException
 *  publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

**有三种方法可以使终止线程。**

> 1.  使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止。
> 2.  使用stop方法强行终止线程（这个方法不推荐使用，因为stop和suspend、resume一样，也可能发生不可预料的结果）。
> 3.  使用interrupt方法中断线程。

1.使用退出标志终止线程

当run方法执行完后，线程就会退出。但有时run方法是永远不会结束的。如在服务端程序中使用线程进行监听客户端请求，或是其他的需要循环处理的任务。在这种情况下，一般是将这些任务放在一个循环中，如while循环。如果想让循环永远运行下去，可以使用while(true)\{…\}来处理。但要想使while循环在某一特定条件下退出，最直接的方法就是设一个boolean类型的标志，并通过设置这个标志为true或false来控制while循环是否退出。下面给出了一个利用退出标志终止线程的例子。

join方法的功能就是使异步执行的线程变成同步执行。也就是说，当调用线程实例的start方法后，这个方法会立即返回，如果在调用start方法后后需要使用一个由这个线程计算得到的值，就必须使用join方法。如果不使用join方法，就不能保证当执行到start方法后面的某条语句时，这个线程一定会执行完。而使用join方法后，直到这个线程退出，程序才会往下执行。下面的代码演示了join的用法。

# 3.多线程安全问题 #

问题原因：当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误。

解决办法：对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不执行。

同步代码块：

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()+"---卖出"+ticket--);
                }
            }
        }
    }

同步函数

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()+"卖出了"+ticket--);
    
        }
        public void run(){
            while(true){
                saleTicket();
            }
        }
    }

同步函数锁是this 静态同步函数锁是class

**线程间的通信**

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("张三", "男");
                        }else{
                            p.set("lili", "nv");
                        }
                        x=(x+1)%2;
                    }
                }
            }).start();
            new Thread(new Runnable(){
                public void run(){
                    while(true){
                        p.get();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
    /* 张三....男 张三....男 lili....nv lili....男 张三....nv lili....男 */

修改上面代码

/** * Java学习交流QQ群：589809992 我们一起学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("张三", "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 张三....男 张三....男 张三....男 张三....男 */

等待唤醒机制

/* *线程等待唤醒机制 *等待和唤醒必须是同一把锁 */
    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("张三", "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();
        }
    }

生产消费机制一

/** * Java学习交流QQ群：589809992 我们一起学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+"编号："+num++;
                    System.out.println("生产了...."+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("消费了******"+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();
        }
    }

生产消费机制二

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+"编号："+num++;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产了...."+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()+"消费了******"+name);
                    flags =false;
                    notifyAll();
                }
    
            }
            final Goods g =new Goods();
            new Thread(new Runnable(){
                public void run(){
                    while(true){
                        g.produce("商品");
                    }
                }
            },"生产者一号").start();
            new Thread(new Runnable(){
                public void run(){
                    while(true){
                        g.produce("商品");
                    }
                }
            },"生产者二号").start();
            new Thread(new Runnable(){
                public void run(){
                    while(true){
                        g.consume();
                    }
                }
            },"消费者一号").start();
            new Thread(new Runnable(){
                public void run(){
                    while(true){
                        g.consume();
                    }
                }
            },"消费者二号").start();
        }
    }
    /* 消费者二号消费了******商品编号：48049 生产者一号生产了....商品编号：48050 消费者一号消费了******商品编号：48050 生产者一号生产了....商品编号：48051 消费者二号消费了******商品编号：48051 生产者二号生产了....商品编号：48052 消费者二号消费了******商品编号：48052 生产者一号生产了....商品编号：48053 消费者一号消费了******商品编号：48053 生产者一号生产了....商品编号：48054 消费者二号消费了******商品编号：48054 生产者二号生产了....商品编号：48055 消费者二号消费了******商品编号：48055 */

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