基础知识《四》---Java多线程学习总结

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一、线程的基本概念
简单的说：线程就是一个程序里不同的执行路径，在同一个时间点上cpu只会有一个线程在执行，Java里的多线程是通过java.lang.Thread类来实现的，每个线程都拥有自己独立的方法栈空间。

二、java线程的创建和启动
第一种
定义线程类实现Runnable接口：
Thread myThread = new Thread(target) //target为Runnable接口类型
Runnable中只有一个方法：
public void run();用以定义线程运行体
第二种
可以定义一个Thread的子类并重写其run方法：
clas MyThread extends Thread{
public void run(){}
}
线程类必须通过执行Thread的start()方法启动一个新的线程，如果调用run()方法是属于方法的调用，不会启动一个新的线程，推荐使用第一种方式创建线程，使用接口较为灵活。

三、线程状态装换
调用线程start()方法时，线程进入就绪状态，Cpu分配时间片，线程进入运行状态，时间片结束，run()方法未执行完，线程进入阻塞状态。

四、线程控制基本方法
 isAlive() //判断线程是否还“活着”，即线程是否还未终止
getPriority() //获得线程的优先级数值
setPriority() //设置线程的优先级指数
Thread.sleep() //静态方法，将当前线程睡眠指定毫秒数
join()  //调用某线程的该方法，将当前线程与该线程合并，
//即等待该线程结束，再回复当前线程的运行。
yield()  //让出CPU，当前线程进入就绪状态等待调度
interrupt() //中断线程
wait()  //当前线程进入对象的wait pool
notify()/notifyAll //唤醒对象的wait pool中的一个/所有等待线程

五、sleep方法
Thread的静态方法
public static void sleep(long millis)throws InterruptedException
必须对异常进行捕捉
Thread.currentThread();  //拿到当前线程

六、join和yield方法

t.join(); //t的run()方法完才会继续执行当前线程方法体
//也就是两个线程变成了一个线程

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。

下面的代码演示了join的用法。

 package mythread;  

 public class JoinThread extends Thread
 {
     public static int n = 0;  

     static synchronized void inc()
     {
         n++;
     }
     public void run()
     {
         for (int i = 0; i < 10; i++)
             try
             {
                 inc();
                 sleep(3);  // 为了使运行结果更随机，延迟3毫秒  

             }
             catch (Exception e)
             {
             }
     }
     public static void main(String[] args) throws Exception
     {  

         Thread threads[] = new Thread[100];
         for (int i = 0; i < threads.length; i++)  // 建立100个线程
             threads[i] = new JoinThread();
         for (int i = 0; i < threads.length; i++)   // 运行刚才建立的100个线程
             threads[i].start();
         if (args.length > 0)
             for (int i = 0; i < threads.length; i++)   // 100个线程都执行完后继续
                 threads[i].join();
         System.out.println("n=" + JoinThread.n);
     }
 }  

在例程2-8中建立了100个线程，每个线程使静态变量n增加10。如果在这100个线程都执行完后输出n，这个n值应该是1000。

1.  测试1

使用如下的命令运行上面程序：

1. java mythread.JoinThread

程序的运行结果如下：

n=442

这个运行结果可能在不同的运行环境下有一些差异，但一般n不会等于1000。从上面的结果可以肯定，这100个线程并未都执行完就将n输出了。

2.  测试2

使用如下的命令运行上面的代码：

在上面的命令行中有一个参数join，其实在命令行中可以使用任何参数，只要有一个参数就可以，这里使用join，只是为了表明要使用join方法使这100个线程同步执行。

程序的运行结果如下：

n=1000

无论在什么样的运行环境下运行上面的命令，都会得到相同的结果：n=1000。这充分说明了这100个线程肯定是都执行完了，因此，n一定会等于1000。

t.yield(); //暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。方法为静态
//哪个线程体执行此方法，哪个线程让步

 public class TestYield {
   public static void main(String[] args) {
     MyThread3 t1 = new MyThread3("t1");
     MyThread3 t2 = new MyThread3("t2");
     t1.start(); t2.start();
   }
 }
 class MyThread3 extends Thread {
   MyThread3(String s){super(s);}
   public void run(){
     for(int i =1;i<=100;i++){
       System.out.println(getName()+": "+i);
       if(i%10==0){
         yield();
       }
     }
   }
 } 

七、interrupt方法一种让线程退出的方式。

 1 import java.util.*;
 2 public class TestInterrupt{
 3     public static void main(String[] args){
 4         MyThread t = new MyThread();
 5         t.start();
 6         try{Thread.sleep(10000);}
 7         catch(InterruptedException i){}
 8         t.interrupt();
 9     }
10 }
11
12 class MyThread extends Thread{
13     public void run(){
14         while(true){
15             try{
16                 System.out.println("------"+new Date()+"-----");
17                 Thread.sleep(1000);
18             }catch(InterruptedException i){
19                 return;
20             }
21         }
22     }
23 }
24  

八、线程优先级别 
线程的优先级用数字表示，范围从1到10，一个线程的缺省优先级为5.
Thread.MAX_PRIORITY=1
Thread.MIN_PRIORITY=10
Thread.NORM_PRIORITY=5
例：t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY+3);
九、线程同步
1.同步代码块
synchronized(this){  //在执行代码块过程中，不会被其他线程打断
...  
}
public sunchronized void method //执行此方法时，当前对象被锁定
在Java语言中，引入了对象互斥锁的概念，保证共享数据操作的完整性，每个对象 都对应一个可称为"互斥锁"的标记，这个标记保证在任一时刻，只能有一个线程访 问该对象。
2.线程死锁

 public class TestDeadLock implements Runnable {
     public int flag = 1;
     static Object o1 = new Object(), o2 = new Object();
     public void run() {
 System.out.println("flag=" + flag);
         if(flag == 1) {
             synchronized(o1) {
                 try {
                     Thread.sleep(500);
                 } catch (Exception e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
                 synchronized(o2) {
                     System.out.println("1");
                 }
             }
         }
         if(flag == 0) {
             synchronized(o2) {
                 try {
                     Thread.sleep(500);
                 } catch (Exception e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
                 synchronized(o1) {
                     System.out.println("0");
                 }
             }
         }
     }      

     public static void main(String[] args) {
         TestDeadLock td1 = new TestDeadLock();
         TestDeadLock td2 = new TestDeadLock();
         td1.flag = 1;
         td2.flag = 0;
         Thread t1 = new Thread(td1);
         Thread t2 = new Thread(td2);
         t1.start();
         t2.start();  

     }
 } 

十、生产者消费者问题

 public class ProducerConsumer {
     public static void main(String[] args) {
         SyncStack ss = new SyncStack();
         Producer p = new Producer(ss);
         Consumer c = new Consumer(ss);
         new Thread(p).start();
         new Thread(p).start();
         new Thread(p).start();
         new Thread(c).start();
     }
 }  

 class WoTou {
     int id;
     WoTou(int id) {
         this.id = id;
     }
     public String toString() {
         return "WoTou : " + id;
     }
 }  

 class SyncStack {        //栈实现
     int index = 0;
     WoTou[] arrWT = new WoTou[6];    //相当于装物品的篮子  

     public synchronized void push(WoTou wt) {    //生产物品，线程安全
         while(index == arrWT.length) {        //当篮子满了线程等待
             try {
                 this.wait();
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }  

         }
         this.notifyAll();    //开始生产时，叫醒等待的其他线程开始消费
         arrWT[index] = wt;
         index ++;
     }  

     public synchronized WoTou pop() {        //消费物品，线程安全
         while(index == 0) {            //如果篮子空了
             try {
                 this.wait();        //线程等待,等待生产者开始
 //生产，叫醒此线程
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }  

         }
         this.notifyAll();            //消费时喊醒生产者生产
         index--;
         return arrWT[index];
     }
 }  

 class Producer implements Runnable {            //生产者类
     SyncStack ss = null;
     Producer(SyncStack ss) {
         this.ss = ss;
     }  

     public void run() {
         for(int i=0; i<20; i++) {    //生产20个
             WoTou wt = new WoTou(i);
             ss.push(wt);
             System.out.println("生产了：" + wt);
             try {
                 Thread.sleep((int)(Math.random() * 200));
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }  

 class Consumer implements Runnable {
     SyncStack ss = null;
     Consumer(SyncStack ss) {
         this.ss = ss;
     }  

     public void run() {
         for(int i=0; i<20; i++) {        //消费20个
             WoTou wt = ss.pop();
             System.out.println("消费了: " + wt);
             try {
                 Thread.sleep((int)(Math.random() * 1000));
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }