java進(jìn)階（二）：多線程

1、多線程的目的

即“最大限度的利用CPU資源”，當(dāng)某一線程的處理不需要占用CPU而只和I/O等資源打交道時，讓需要占用CPU資源的其他線程有機(jī)會獲得CPU資源。

2、創(chuàng)建線程

方法一：
通過繼承Thread類創(chuàng)建線程

  • 普通線程如果繼承自Thread類，就成為了一個線程類，并可以通過該類的start方法來啟動線程，執(zhí)行線程代碼。
    *Thread類的子類可以直接實例化，但在子類中必須覆蓋run方法才能真正運(yùn)行線程代碼。
class MyThread extends Thread {
    private int i = 0;
    @Override
    public void run() {
        for (i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            if (i == 30) {
                Thread myThread1 = new MyThread();     // 創(chuàng)建一個新的線程  myThread1  此線程進(jìn)入新建狀態(tài)
                Thread myThread2 = new MyThread();     // 創(chuàng)建一個新的線程 myThread2 此線程進(jìn)入新建狀態(tài)
                myThread1.start();                     // 調(diào)用start()方法使得線程進(jìn)入就緒狀態(tài)
                myThread2.start();                     // 調(diào)用start()方法使得線程進(jìn)入就緒狀態(tài)
            }
        }
    }
}

方法二：
通過實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程

  • 實現(xiàn)Runnable接口的類必須借助Thread類才能創(chuàng)建線程。通過Runnable接口創(chuàng)建線程分為兩步：
    1、創(chuàng)建實現(xiàn)Runnable接口的類的實例。
    2、創(chuàng)建一個Thread類對象，將第一步得到的實例作為參數(shù)傳入Thread類的構(gòu)造方法。
  • 通過Tread類的start方法啟動線程。
class MyRunnable implements Runnable {
    private int i = 0;
    @Override
    public void run() {
        for (i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }
}

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            if (i == 30) {
                Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 創(chuàng)建一個Runnable實現(xiàn)類的對象
                Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 將myRunnable作為Thread target創(chuàng)建新的線程
                Thread thread2 = new Thread(myRunnable);
                thread1.start(); // 調(diào)用start()方法使得線程進(jìn)入就緒狀態(tài)
                thread2.start();
            }
        }
    }
}

當(dāng)然，還可以直接使用匿名內(nèi)部類，方法十分簡便，僅需重寫run方法，例如：

/*
 * 匿名內(nèi)部類的格式：
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 繼承thread類實現(xiàn)多線程
        new Thread() {
            public void run() {
                for (int x = 0; x < 100; x++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--"
                            + x);
                }
            }
        }.start();
        ;

        // 實現(xiàn)runnable借口，創(chuàng)建多線程并啟動
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int x = 0; x < 100; x++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--"
                            + x);
                }
            }
        }) {
        }.start();

        // 更有難度的,在Thread匿名內(nèi)部類的里面再一次重寫run方法
        //在實際運(yùn)行時的結(jié)果是 hello+x。以thread的run方法為準(zhǔn)。但是此處無意義
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                for (int x = 0; x < 100; x++) {
                    System.out.println("java" + "--" + x);
                }

            }
        }) {
            public void run() {
                for (int x = 0; x < 100; x++) {
                    System.out.println("hello" + "--" + x);
                }
            }
        }.start();
    }
}

3、線程完整生命周期

生命周期



4、線程同步

線程同步是為了防止多個線程訪問一個數(shù)據(jù)對象時，對數(shù)據(jù)造成破壞。

注意：用synchronized關(guān)鍵字聲明的靜態(tài)方法，同時只能被一個執(zhí)行線程訪問，但是其他線程可以訪問這個對象的非靜態(tài)方法。即：兩個線程可以同時訪問一個對象的兩個不同的synchronized方法，其中一個是靜態(tài)方法，一個是非靜態(tài)方法。

//示例
public synchronized void addAmount(double amount) {
}

synchronized(this){
}

5、線程通信

假設(shè)有這么一個問題，要求編寫兩個線程，一個線程打印125，另一個線程打印字母AZ，打印順序為12A34B56C……5152Z，這就要求使用線程間的通信，解決的方法有以下幾種：

  • 使用一個共享變量控制，利用最基本的synchronized、notify、wait
public class MethodOne {
    private final ThreadToGo threadToGo = new ThreadToGo();
    public Runnable newThreadOne() {
        final String[] inputArr = Helper.buildNoArr(52);
        return new Runnable() {
            private String[] arr = inputArr;
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < arr.length; i=i+2) {
                        synchronized (threadToGo) {
                            while (threadToGo.value == 2)
                                threadToGo.wait();
                            Helper.print(arr[i], arr[i + 1]);
                            threadToGo.value = 2;
                            threadToGo.notify();
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("Oops...");
                }
            }
        };
    }
    public Runnable newThreadTwo() {
        final String[] inputArr = Helper.buildCharArr(26);
        return new Runnable() {
            private String[] arr = inputArr;
            public void run() {
                try {
                    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                        synchronized (threadToGo) {
                            while (threadToGo.value == 1)
                                threadToGo.wait();
                            Helper.print(arr[i]);
                            threadToGo.value = 1;
                            threadToGo.notify();
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("Oops...");
                }
            }
        };
    }
    class ThreadToGo {
        int value = 1;
    }
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        MethodOne one = new MethodOne();
        Helper.instance.run(one.newThreadOne());
        Helper.instance.run(one.newThreadTwo());
        Helper.instance.shutdown();
    }
}
  • 利用volatile關(guān)鍵字
    volatile修飾的變量值直接存在main memory里面，子線程對該變量的讀寫直接寫入main memory，而不是像其它變量一樣在local thread里面產(chǎn)生一份copy。volatile能保證所修飾的變量對于多個線程可見性，即只要被修改，其它線程讀到的一定是最新的值。
public class MethodThree {
    private volatile ThreadToGo threadToGo = new ThreadToGo();
    class ThreadToGo {
        int value = 1;
    }
    public Runnable newThreadOne() {
        final String[] inputArr = Helper.buildNoArr(52);
        return new Runnable() {
            private String[] arr = inputArr;
            public void run() {
                for (int i = 0; i < arr.length; i=i+2) {
                    while(threadToGo.value==2){}
                    Helper.print(arr[i], arr[i + 1]);
                    threadToGo.value=2;
                }
            }
        };
    }
    public Runnable newThreadTwo() {
        final String[] inputArr = Helper.buildCharArr(26);
        return new Runnable() {
            private String[] arr = inputArr;
            public void run() {
                for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                    while(threadToGo.value==1){}
                    Helper.print(arr[i]);
                    threadToGo.value=1;
                }
            }
        };
    }
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        MethodThree three = new MethodThree();
        Helper.instance.run(three.newThreadOne());
        Helper.instance.run(three.newThreadTwo());
        Helper.instance.shutdown();
    }
}

6、線程死鎖

死鎖
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