Java是一種可以撰寫跨平臺應用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言。Java 技術(shù)具有卓越的通用性、高效性、平臺移植性和安全性，廣泛應用于PC、數(shù)據(jù)中心、游戲控制臺、科學超級計算機、移動電話和互聯(lián)網(wǎng)，同時擁有全球最大的開發(fā)者專業(yè)社群。

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基礎(chǔ)篇

一、進程和線程概念

在開始java線程的學習前，必須要了解計算機中的進程的概念。那什么是進程呢？其與線程有何關(guān)系？下面看下其概念的核心內(nèi)涵：

1． 進程：每個進程都有獨立的代碼和數(shù)據(jù)空間（進程上下文），進程間的切換會有較大的開銷，一個進程包含1-n個線程。

2． 線程：同一類線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間，每個線程有獨立的運行棧和程序計數(shù)器(PC)，線程切換開銷小。

3． 關(guān)系：很顯然，進程內(nèi)包含一或多個線程，且線程間共享進程所擁有的代碼和數(shù)據(jù)空間。

同時，了解進程和線程的含義時，還需要了解如下事實：

· 線程和進程生命周期一樣，分為五個階段：創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞、終止。

· 多進程是指操作系統(tǒng)能同時運行多個任務（程序），比如windows中同時運行計算器和畫圖程序等。

· 多線程是指在同一程序中有多個任務流在執(zhí)行，且每個任務流的執(zhí)行非串行順序執(zhí)行的。

二、Java中創(chuàng)建線程的方式

理解力線程和進程后，我們看看如何用Java語言來創(chuàng)建線程。

在java中要想實現(xiàn)多線程，有兩種手段，一種是繼續(xù)Thread類，另外一種是實現(xiàn)Runable接口。

2.1 擴展java.lang.Thread類創(chuàng)建線程

代碼清單-1：繼承Thread類創(chuàng)建的線程

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控制臺輸出的運行結(jié)果如下（注，每次運行的結(jié)果可能不一樣）：

圖-1 MyThread線程運行結(jié)果圖

【說明：】

程序啟動運行的時候（運行程序），java虛擬機會立即創(chuàng)建主線程，主線程main在main()調(diào)用時候被創(chuàng)建。隨著調(diào)用main方法里的兩個對象的start方法，另外兩個線程也啟動了，這樣，整個應用就在多線程下運行。

注意：start()方法的調(diào)用后并不是立即執(zhí)行多線程代碼，而是使得該線程變?yōu)榭蛇\行態(tài)（Runnable），什么時候運行是由操作系統(tǒng)決定的。

從程序運行的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，多線程程序是亂序執(zhí)行。因此，只有亂序執(zhí)行的代碼才有必要設(shè)計為多線程。

Thread.sleep()方法調(diào)用目的是不讓當前線程獨自霸占該進程所獲取的CPU資源，以留出一定時間給其他線程執(zhí)行的機會。實際上所有的多線程代碼執(zhí)行順序都是不確定的，每次執(zhí)行的結(jié)果都是隨機的。

另外，如果一個線程對象的start方法被重復調(diào)用，那么程序運行時會拋出異常。比如把代碼清單-1main方法中的第二個線程對象改為：

MyThread mTh2=mTh1;//new MyThread("Thread-B");

其運行結(jié)果如下：

圖-2：重復調(diào)用線程對象的start方法結(jié)果

2.2 實現(xiàn)java.lang.Runnable接口創(chuàng)建線程

代碼清單-2：實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程

運行上述程序，其控制臺輸出結(jié)果（每次運行的結(jié)果不盡相同）如下：

圖-2：通過接口實現(xiàn)的線程運行參考結(jié)果

【說明：】

MyRunnableThread類通過實現(xiàn)Runnable接口，使得該類有了多線程類的特征。run（）方法是多線程程序的一個約定。所有的多線程代碼都在run方法里面。Thread類實際上也是實現(xiàn)了Runnable接口的類。

在啟動的多線程的時候，需要先通過Thread類的構(gòu)造方法Thread(Runnable target) 構(gòu)造出對象，然后調(diào)用Thread對象的start()方法來運行多線程代碼。

實際上所有的多線程代碼都是通過運行Thread的start()方法來運行的。因此，不管是擴展Thread類還是實現(xiàn)Runnable接口來實現(xiàn)多線程，最終還是通過Thread的對象的API來控制線程的，熟悉Thread類的API是進行多線程編程的基礎(chǔ)。

三、Thread和Runnable的區(qū)別

如果一個線程類繼承Thread，則不適合線程類對象內(nèi)的資源共享。但是如果實現(xiàn)了Runable接口的話，則很容易的實現(xiàn)資源共享。代碼清單如下：

清單-3：繼承Thread線程類（和清單-1類似）

清單-4：執(zhí)行線程代碼清單

圖-3：運行結(jié)果如下：

從上面可以看出，不同的線程之間count是不同的（其實也是不同的線程對象），這對于賣票系統(tǒng)來說就會有很大的問題。當然，這里可以用同步來實現(xiàn)。

接下來我們用Runnable接口來實現(xiàn)看看:

清單-5：實現(xiàn)Runnable接口的線程

代碼清單-6：執(zhí)行實現(xiàn)了Runnable接口的線程類

運行結(jié)果如下：

圖-4：實現(xiàn)資源共享

這里要注意每個線程都是用同一個實例化對象，如果不是同一個，效果就和上面的一樣了！

【總結(jié)：】

實現(xiàn)Runnable接口比繼承Thread類所具有的優(yōu)勢：

1）：適合多個相同的程序代碼的線程去處理同一個資源；

2）：可以避免java中的單繼承的限制；

3）：增加程序的健壯性，代碼可以被多個線程共享，代碼和數(shù)據(jù)獨立；

另外，這里提醒說明一下：main方法其實也是一個線程。在java中所有的線程都是同時啟動的，至于什么時候，哪個先執(zhí)行，完全看誰先得到CPU的資源。

在java中，每次程序運行至少啟動2個線程。一個是main線程（前文提到過的主線程），一個是垃圾收集線程。因為每當使用java命令執(zhí)行一個類的時候，實際上都會啟動一個JVM，而每一個JVM就是在操作系統(tǒng)中啟動了一個進程。

四、線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換

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1、新建狀態(tài)（New）：新創(chuàng)建了一個線程對象。

2、就緒狀態(tài)（Runnable）：線程對象創(chuàng)建后，其他線程調(diào)用了該對象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運行線程池中，變得可運行，等待獲取CPU的使用權(quán)。

3、運行狀態(tài)（Running）：就緒狀態(tài)的線程獲取了CPU，執(zhí)行程序代碼。

4、阻塞狀態(tài)（Blocked）：阻塞狀態(tài)是線程因為某種原因放棄CPU使用權(quán)，暫時停止運行。直到線程進入就緒狀態(tài)，才有機會轉(zhuǎn)到運行狀態(tài)。阻塞的情況分三種：

（一）、等待阻塞：運行的線程執(zhí)行wait()方法，JVM會把該線程放入等待池中。

（二）、同步阻塞：運行的線程在獲取對象的同步鎖時，若該同步鎖被別的線程占用，則JVM會把該線程放入鎖池中。

（三）、其他阻塞：運行的線程執(zhí)行sleep()或join()方法，或者發(fā)出了I/O請求時，JVM會把該線程置為阻塞狀態(tài)。當sleep()狀態(tài)超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。

5、死亡狀態(tài)（Dead）：線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結(jié)束生命周期。

五、線程調(diào)度

關(guān)于線程的調(diào)度的主要說明如下：

1、調(diào)整線程優(yōu)先級：Java線程有優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線程會獲得較多的運行機會。

Java線程的優(yōu)先級用整數(shù)表示，取值范圍是1~10，Thread類有以下三個靜態(tài)常量：

static int MAX_PRIORITY 線程可以具有的最高優(yōu)先級，取值為10。

static int MIN_PRIORITY 線程可以具有的最低優(yōu)先級，取值為1。

static int NORM_PRIORITY 分配給線程的默認優(yōu)先級，取值為5。

Thread類的setPriority()和getPriority()方法分別用來設(shè)置和獲取線程的優(yōu)先級。

每個線程都有默認的優(yōu)先級。主線程的默認優(yōu)先級為Thread.NORM_PRIORITY。

線程的優(yōu)先級有繼承關(guān)系，比如A線程中創(chuàng)建了B線程，那么B將和A具有相同的優(yōu)先級。

JVM提供了10個線程優(yōu)先級，但與常見的操作系統(tǒng)都不能很好的映射。如果希望程序能移植到各個操作系統(tǒng)中，應該僅僅使用Thread類有以下三個靜態(tài)常量作為優(yōu)先級，這樣能保證同樣的優(yōu)先級采用了同樣的調(diào)度方式。

2、線程睡眠：Thread.sleep(long millis)方法，使線程轉(zhuǎn)到阻塞狀態(tài)。millis參數(shù)設(shè)定睡眠的時間，以毫秒為單位。當睡眠結(jié)束后，就轉(zhuǎn)為就緒（Runnable）狀態(tài)。sleep()平臺移植性好。

3、線程等待：Object類中的wait()方法，導致當前的線程等待，直到其他線程調(diào)用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 喚醒方法。這個兩個喚醒方法也是Object類中的方法，行為等價于調(diào)用 wait(0) 一樣。

4、線程讓步：Thread.yield() 方法，暫停當前正在執(zhí)行的線程對象，把執(zhí)行機會讓給相同或者更高優(yōu)先級的線程。

5、線程加入：join()方法，等待其他線程終止。在當前線程中調(diào)用另一個線程的join()方法，則當前線程轉(zhuǎn)入阻塞狀態(tài)，直到另一個進程運行結(jié)束，當前線程再由阻塞轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)。

6、線程喚醒：Object類中的notify()方法，喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的單個線程。如果所有線程都在此對象上等待，則會選擇喚醒其中一個線程。選擇是任意性的，并在對實現(xiàn)做出決定時發(fā)生。線程通過調(diào)用其中一個 wait 方法，在對象的監(jiān)視器上等待。 直到當前的線程放棄此對象上的鎖定，才能繼續(xù)執(zhí)行被喚醒的線程。被喚醒的線程將以常規(guī)方式與在該對象上主動同步的其他所有線程進行競爭；例如，喚醒的線程在作為鎖定此對象的下一個線程方面沒有可靠的特權(quán)或劣勢。類似的方法還有一個notifyAll()，喚醒在此對象監(jiān)視器上等待的所有線程。

注意：

Thread中suspend()和resume()兩個方法在JDK1.5中已經(jīng)廢除，不再介紹。因為有死鎖傾向。

請持續(xù)關(guān)注，后續(xù)多線程內(nèi)容，還會推出API參考說明以及同步和數(shù)據(jù)傳遞相關(guān)內(nèi)容和演示案例。