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多线程是Java中不可避免的一个重要主体。接下来的内容,是对“JDK中新增JUC包”之前的Java多线程内容的讲解,涉及到的内容包括,Object类中的wait(), notify()等接口;Thread类中的接口;synchronized关键字。
线程的状态:

- 1、新建状态(New):新创建了一个线程对象。
- 2、就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。
- 3、运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
- 4、阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种:
- (一)、等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。
- (二)、同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池中。
- (三)、其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
- 5、死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。
线程调度
调整线程优先级:Java线程有优先级,优先级高的线程会获得较多的运行机会。Java线程的优先级用整数表示,取值范围是1~10,Thread类有以下三个静态常量:
- static int MAX_PRIORITY
- 线程可以具有的最高优先级,取值为10。
- static int MIN_PRIORITY
- 线程可以具有的最低优先级,取值为1。
- static int NORM_PRIORITY
- 分配给线程的默认优先级,取值为5。
Thread类的setPriority()
和getPriority()
方法分别用来设置和获取线程的优先级。
每个线程都有默认的优先级。主线程的默认优先级为Thread.NORM_PRIORITY。
线程的优先级有继承关系,比如A线程中创建了B线程,那么B将和A具有相同的优先级。
JVM提供了10个线程优先级,但与常见的操作系统都不能很好的映射。如果希望程序能移植到各个操作系统中,应该仅仅使用Thread类有以下三个静态常量作为优先级,这样能保证同样的优先级采用了同样的调度方式。
getPriority()和setPriority(int newPriority)
两个在等待CPU的线程,优先级高的线程越容易被CPU选择执行
线程默认优先级为5,如果不手动指定,那么线程优先级具有继承性,比如线程A启动线程B,那么线程B的优先级和线程A的优先级相同
public class MyThread10_0 extends Thread
{
public void run()
{
long beginTime = System.currentTimeMillis();
for (int j = 0; j < 100000; j++){}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("◆◆◆◆◆ thread0 use time = " +
(endTime - beginTime));
}
}
public class MyThread10_1 extends Thread
{
public void run()
{
long beginTime = System.currentTimeMillis();
for (int j = 0; j < 100000; j++){}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("◇◇◇◇◇ thread1 use time = " +
(endTime - beginTime));
}
}
public static void main(String[] args)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
MyThread10_0 mt0 = new MyThread10_0();
mt0.setPriority(5);
mt0.start();
MyThread10_1 mt1 = new MyThread10_1();
mt1.setPriority(4);
mt1.start();
}
}
结果:
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 0
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 0
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 1
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 2
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 2
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 0
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 1
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 5
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 2
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 0
看到黑色菱形(线程优先级高的)先打印完,再多试几次也是一样的。为了产生一个对比效果,把yMyThread10_0的优先级设置为4,看下运行结果:
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 0
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 1
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 1
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 0
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 0
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 1
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 1
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 2
◇◇◇◇◇ thread1 use time = 1
◆◆◆◆◆ thread0 use time = 0
CPU会尽量将执行资源让给优先级比较高的线程
线程基本方法使用说明
这5种状态涉及到的内容包括Object类, Thread和synchronized关键字。
Object类,定义了wait(), notify(), notifyAll()等休眠/唤醒函数。
Thread类,定义了一些列的线程操作函数。例如,sleep()休眠函数, interrupt()中断函数, getName()获取线程名称等。
synchronized,是关键字;它区分为synchronized代码块和synchronized方法。synchronized的作用是让线程获取对象的同步锁。
在后面详细介绍wait(),notify()等方法时,分析为什么“wait(), notify()等方法要定义在Object类,而不是Thread类中”。
- 线程睡眠:Thread.sleep(long millis),使线程转到阻塞状态。millis参数设定睡眠的时间,以毫秒为单位。当睡眠结束后,就转为就绪(Runnable)状态。sleep()平台移植性好。
- 线程等待:Object类中的wait(),导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 唤醒方法。这个两个唤醒方法也是Object类中的方法,行为等价于调用 wait(0) 一样。
- 线程让步:Thread.yield() ,暂停当前正在执行的线程对象,把执行机会让给相同或者更高优先级的线程。
- 线程加入:join(),等待其他线程终止。在当前线程中调用另一个线程的join()方法,则当前线程转入阻塞状态,直到另一个进程运行结束,当前线程再由阻塞转为就绪状态。
- 线程唤醒:Object类中的notify()方法,唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。如果所有线程都在此对象上等待,则会选择唤醒其中一个线程。选择是任意性的,并在对实现做出决定时发生。线程通过调用其中一个 wait 方法,在对象的监视器上等待。 直到当前的线程放弃此对象上的锁定,才能继续执行被唤醒的线程。被唤醒的线程将以常规方式与在该对象上主动同步的其他所有线程进行竞争;例如,唤醒的线程在作为锁定此对象的下一个线程方面没有可靠的特权或劣势。类似的方法还有一个notifyAll(),唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
创建线程
实现线程常用的有两种方式,一种是继承Thread类,一种是实现Runnable接口。当然还有第三种方式,那就是通过线程池来生成线程(即使是线程池它的底层还是通过这两种方式来创建线程),后面还会学习,一步一个脚印打好基础。
Thread和Runnable简介
Runnable 是一个接口,该接口中只包含了一个run()方法。它的定义如下:
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
Runnable的作用,实现多线程。我们可以定义一个类A实现Runnable接口;然后,通过new Thread(new A())等方式新建线程。
Thread 是一个类。Thread本身就实现了Runnable接口。它的声明如下:
public class Thread implements Runnable {}
Thread的作用,实现多线程。
Thread 和 Runnable 的相同点:都是“多线程的实现方式”。
Thread 和 Runnable 的不同点:Thread 是类,而Runnable是接口;Thread本身是实现了Runnable接口的类。我们知道“一个类只能有一个父类,但是却能实现多个接口”,因此Runnable具有更好的扩展性。
此外,Runnable还可以用于“资源的共享”。即,多个线程都是基于某一个Runnable对象建立的,它们会共享Runnable对象上的资源。
通常,建议通过“Runnable”实现多线程!
例子:
public class T02_HowToCreateThread {
static class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello MyThread!");
}
}
static class MyRun implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello MyRun!");
}
}
public static void main(String[] args) {
new MyThread().start();
new Thread(new MyRun()).start();
new Thread(()->{
System.out.println("Hello Lambda!");
}).start();
}
}
//请你告诉我启动线程的三种方式 1:Thread 2: Runnable 3:Executors.newCachedThrad
start()和run()方法
Thread类包含start()和run()方法
start() : 它的作用是启动一个新线程,新线程会执行相应的run()方法。start()不能被重复调用。
run() : run()就和普通的成员方法一样,可以被重复调用。单独调用run()的话,会在当前线程中执行run(),而并不会启动新线程!
class MyThread extends Thread{
public void run(){
...
}
};
MyThread mythread = new MyThread();
mythread.start()会启动一个新线程,并在新线程中运行run()方法。
而mythread.run()则会直接在当前线程中运行run()方法,并不会启动一个新线程来运行run()。
例子:
public class T01_WhatIsThread {
private static class T1 extends Thread {
@Override
public void run() {
for(int i=0; i<10; i++) {
try {
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("T1");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
//new T1().run();
new T1().start();
for(int i=0; i<10; i++) {
try {
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("main");
}
}
}
使用 Start() 结果
main
T1
T1
main
T1
main
T1
main
T1
main
T1
main
T1
main
main
T1
T1
main
main
T1
使用 run () 结果
T1
T1
T1
T1
T1
T1
T1
T1
T1
T1
main
main
main
main
main
main
main
main
main
main
run与start 一共是阻塞一个是并行的
run()是在“主线程main”中调用的,该run()方法直接运行在“主线程main”上。
start()会启动“新线程”,“新线程”启动之后,会调用run()方法;此时的run()方法是运行在“新线程”上。
Thread.java中start()方法的源码
public synchronized void start() {
// 如果线程不是"就绪状态",则抛出异常!
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
// 将线程添加到ThreadGroup中
group.add(this);
boolean started = false;
try {
// 通过start0()启动线程
start0();
// 设置started标记
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
}
}
}
start()实际上是通过本地方法start0()启动线程的。而start0()会新运行一个线程,新线程会调用run()方法。
private native void start0();
Thread.java中run()的代码如下:
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
target是一个Runnable对象。run()就是直接调用Thread线程的Runnable成员的run()方法,并不会新建一个线程。