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线程
Thread类
**构造方法:**北京市昌平区建材城西路金燕龙办公楼一层 电话:400-618-9090
- public Thread() :分配一个新的线程对象。
- public Thread(String name) :分配一个指定名字的新的线程对象。
- public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象。
- public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。
常用方法:
- public String getName() :获取当前线程名称。
- public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。
- public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。
- public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。
- public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。
创建线程方式二
采用 java.lang.Runnable 也是非常常见的一种,我们只需要重写run方法即可。
步骤如下:
-
定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
-
创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正
的线程对象。
- 调用线程对象的start()方法来启动线程。
public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run(){
for(int i =0; i < 20; i++) {
System.out.println(Thread.CurrentThread().getName()+" "+i);
}
}
}
public class Demo {
public static vooid main(String[] aegs){
// 创建自定义类对象 线程任务对象
Myrunnable mr = new Myrunnable();
Thread t = new Thread(mr,"小青");
t.start();
for (int i = 0;i < 20;i++) {
System.out.println("旺财", +i)
}
}
}
通过实现Runnable接口,使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个执行目标。所有的多线程
代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。
在启动的多线程的时候,需要先通过Thread类的构造方法Thread(Runnable target) 构造出对象,然后调用Thread
对象的start()方法来运行多线程代码。
实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此,不管是继承Thread类还是实现
Runnable接口来实现多线程,最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程
编程的基础。
tips:Runnable对象仅仅作为Thread对象的target,Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。
而实际的线程对象依然是Thread实例,只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。
Thread 和 Runnable的区别
如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。
总结:
实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:
-
适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
-
可以避免java中的单继承的局限性。
-
增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。
-
线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类。
扩充:在java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用
java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进 程。
匿名内部类方式实现线程的创建
public class NoNameInnerClassThread {
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new Runnable(){
public void run(){
for (int i =0; i < 20; i++) {
System.out.println("张宇",+i);
}
}
};
new Thread(r).start();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("费玉清:"+i);
}
}
}
线程安全
如果有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。
线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作,而无写
操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作,一般都需要考虑线程同步,
否则的话就可能影响线程安全。
线程同步
当我们使用多个线程访问同一资源的时候,且多个线程中对资源有写的操作,就容易出现线程安全问题。
要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题,Java中提供了同步机制 (synchronized)来解决。
有三种方式完成同步操作:
- 同步代码块
- 同步方法
- 锁机制
同步代码快
- 同步代码快:
synchronized
关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。
synchronized(同步锁){
需要同步操作的代码
}
同步锁:
对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁
- 锁对象可以是任意类型
- 多个线程对象要使用同一把锁
注意:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着
(BLOCKED)。
public class Ticket implements Runnable{
private int ticket = 100;
Object lock = new Object();
/*
*执行买票操作
*/
@Override
public void run() {
// 每个窗口买票的操作
// 窗口永远开启
while(true) {
synchronized (lock) {
// 出票操作
// 使用sleep模拟一下出票时间
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 获取当前线程对象的名称
String name = Thread.CurrentThread().getName();
System.out.println(name+"正在卖"+ticket--);
}
}
}
同步方法
- 同步方法:使用synchronized修饰的方法就叫做同步方法。保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着
public synchronized void method(){
可能产生线程安全问题的代码
}
同步锁是谁?
对于非static方法,同步锁就是this
对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)
public class Ticket implements Runnable{
private int ticket = 100;
/** 执行卖票操作 */
@Override
public void run() {
while(true){
sellTicket();
}
}
/** 锁对象 是 谁调用这个方法 就是谁 * 隐含 锁对象 就是 this **/
public synchronized void sellTicket(){
if(ticket>0){
try{
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptException){
e.printStackTrace();
}
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name+"正在卖"+ticket--);
}
}
}
Lock锁
java.util.concurrent.locks.Lock
机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作, 同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。
Lock锁也称同步锁,加锁与释放锁方法化了,如下:
public void lock()
:加同步锁。public void unlock()
:释放同步锁。
public class Ticket implements Runnable{
private int ticket = 100;
Lock lock = new ReentrantLock();
/** 执行卖票操作 */
@Override
public void run() {
while(true) {
lock.lock();
if(ticket>0){
try{
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptException) {
e.printStackTrace();
}
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name+"正在卖"+ticket--);
}
lock.unlock();
}
}
}
线程状态
线程状态概述
当线程被创建并启动以后,它既不是一启动就进入了执行状态,也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中, 有几种状态呢?在API中 java.lang.Thread.State 这个枚举中给出了六种线程状态:
线程状态 | 导致状态发生条件 |
---|---|
NEW(新建) | 线程刚被创建,但是并未启动。还没有调用start方法 |
Runnable(可运行) | 线程可以在java虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己的代码,也可能没有,这取决于操作系统处理器 |
Blocked(锁阻塞) | 当一个线程试图获取一个对象锁,而该对象锁被其它的线程持有,则该线程进入Blocked的状态;当该线程持有锁时,该线程将变成Runnable状态 |
Waiting(无线等待) | 一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能唤醒 |
Timed Waiting(计时等待) | 同waiting状态,有几个方法有超时参数,调用他们将进入Timed Waiting 状态。这一状态将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep、Object.wait |
Teminated(被终止) | 因为run方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。 |
Timed Waiting(计时等待)
实当我们调用了sleep方法之后,当前执行的线程就进入到“休眠状态”,其实就是所谓的Timed Waiting(计时等待)
sleep方法的使用还是很简单的。我们需要记住下面几点:
- 进入 TIMED_WAITING 状态的一种常见情形是调用的 sleep 方法,单独的线程也可以调用,不一定非要有协 作关系。
- 为了让其他线程有机会执行,可以将Thread.sleep()的调用放线程run()之内。这样才能保证该线程执行过程 中会睡眠
- . sleep与锁无关,线程睡眠到期自动苏醒,并返回到Runnable(可运行)状态。
小提示:sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间。因此,sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后就
开始立刻执行。
Waiting(无限等待)
public class WaitingTest{
public static Object obj = new Object();
public static void main(String[] aegs) {
// 演示waiting
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while(true) {
synchronized (obj) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "====获取到锁对象,调用wait方法,进入wating状态,释放锁对象");
obj.wait();//无限等待
// obj.wait(2000); // 计时等待
} catch (InterruptException) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "=== 从waiting状态醒来,获取到锁对象,继续执行了");
}
}
}
},"等待线程").start();
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===等待三秒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==获取到锁对象,调用notify方法,释放锁对象");
obj.notify();
}
}
},"唤醒线程").start();
}
}
通过上述案例我们会发现,一个调用了某个对象的 Object.wait 方法的线程会等待另一个线程调用此对象的 Object.notify()方法 或 Object.notifyAll()方法。
其实waiting状态并不是一个线程的操作,它体现的是多个线程间的通信,可以理解为多个线程之间的协作关系, 多个线程会争取锁,同时相互之间又存在协作关系。就好比在公司里你和你的同事们,你们可能存在晋升时的竞 争,但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。
当多个线程协作时,比如A,B线程,如果A线程在Runnable(可运行)状态中调用了wait()方法那么A线程就进入 了Waiting(无限等待)状态,同时失去了同步锁。假如这个时候B线程获取到了同步锁,在运行状态中调用了 notify()方法,那么就会将无限等待的A线程唤醒。注意是唤醒,如果获取到锁对象,那么A线程唤醒后就进入
Runnable(可运行)状态;如果没有获取锁对象,那么就进入Blocked(锁阻塞状态)。
我们在翻阅API的时候会发现Timed Waiting(计时等待) 与 Waiting(无限等待) 状态联系还是很紧密的, 比如Waiting(无限等待) 状态中wait方法是空参的,而timed waiting(计时等待) 中wait方法是带参的。 这种带参的方法,其实是一种倒计时操作,相当于我们生活中的小闹钟,我们设定好时间,到时通知,可是 如果提前得到(唤醒)通知,那么设定好时间在通知也就显得多此一举了,那么这种设计方案其实是一举两 得。如果没有得到(唤醒)通知,那么线程就处于Timed Waiting状态,直到倒计时完毕自动醒来;如果在倒 计时期间得到(唤醒)通知,那么线程从Timed Waiting状态立刻唤醒。