Java多线程入门教程

0、概念 - Java线程具有五种基本状态

• 新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new Thread();

• 就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（如：t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；

• 运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就绪状态是进入到运行状态的唯一入口。

• 阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

  • 1.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；

  • 2.同步阻塞 – 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；

  • 3.其他阻塞 – 通过调用线程的sleep() 或join() 或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。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。

• 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。

1、基础 - 常用方法

• currentThread( ) ：获取当前线程。注意Thread.currentThread()与this的区别。

• isAlive( ) ：如果此线程已经开始但尚未正常终止或中止，则为 true，否则为 false。

• sleep( ) ：使正在执行的线程休眠，不释放持有的锁。

• getId( ) ：取得线程的唯一标识。

• interrupt( ) : 中断线程（并不是直接中断，仅仅是在当前线程打了一个停止的标记，要配合interrupted( )或isInterrupted( )使用。interrupted( )测试当前线程是否是停止状态，执行后具有将状态标志清除为false的功能，isInterrupted( )测试线程Thread对象是否是停止状态）。

• stop( ) :暴力停止线程，以弃用（使用stop( )释放锁将会给数据造成不一致性的结果）。

• yield( ) : 放弃当前的CPU资源，由运行状态变为就绪状态，而不是阻塞状态。不能由用户指定暂停多长时间，并且yield( )方法只能让同优先级的线程有执行的机会。

• setPriority( ) : 设置线程的优先级。getPriority( )获得线程的优先级。优先级分为1~10这十个等级，默认为5，若大于10或小于1，JDK抛出IllegalArgumentException( )异常。线程的优先级具有继承性，若A线程启动B线程，则B线程的优先级与A一样。

2、入门 - 并发访问（synchronized）

• 修饰一个代码块

  • synchronized(this) ：获得this对象锁

    public void XXX(){    synchronized (this){};}

  • synchronized(非this对象) ：获得非this对象锁

    public void XXX(){    synchronized (非this对象){};}

• 修饰普通方法 ：获得this对象锁

synchronized public void XXX(){}

• 修饰静态方法： 获得类锁

synchronized public static void XXX(){}

• 修饰类： 获得类锁

public void XXX(){    synchronized (XXX.class){};}

当多个线程同时访问同一个对象加X锁的方法或代码块时，只有一个线程能执行此对象中加了X锁的内容，而加了其他锁或者没加锁的方法或代码块不受约束。

• 例如：某个代码块加了synchronized(this)

  • 当一个线程获得this锁进入此代码块后，其他线程不能访问synchronized修饰的普通方法、synchronized(this)修饰的其他代码块，因为他们都是this锁；

  • 但是其他线程可以访问synchronized(非this对象) 修饰的代码块、没加锁的代码块或方法、synchronized修饰的静态方法、synchronized修饰类，因为他们都没有加this锁。

当多个线程同时访问同一个对象加类锁的方法或代码块时，只有一个线程能执行此对象中加了类锁的内容，而加了其他锁或者没加锁的方法或代码块不受约束。！！！同时：类锁对该类的所有对象实例都起作用，当一个线程获得该类的某个对象实例的类锁后，其他线程就算访问的是该类的不同对象实例，也会阻塞等待类锁。

3、进阶 - 线程间通信

• wait( )方法

  • 执行wait：当线程执行wait()时，会把当前的锁释放，然后让出CPU，进入等待池。
  • 结束wait：
    
    • notify( )方法：会从等待池随机选择一个呈wait状态的线程，对其发出通知notify，并使其等待获取该对象的对象锁。需要注意的是：执行notify( )方法后，当前线程不会马上释放该对象锁，呈wait状态的线程也不能马上获取该对象锁，要等到执行notify()方法的线程将程序执行完，也就是退出synchronized代码块后，当前线程才会释放该对象锁，呈wait状态的线程才能获取该对象锁。用一句话总结：wait()使线程停止运行，notify()使线程继续运行。
    • notifyAll( )方法：使等待池中的所有线程运行。
    • wait( time )方法：若超过等待时间time后，线程自动唤醒。

• 管道

  • JDK提供了4个类使线程间可以进行通信：
    

        //字节流    PipedInputStream  PipedOutputStream    //字符流    PipedReader  PipedWriter

• join( )方法

  • join( )的作用是等待线程对象销毁。例如：主线程创建并启动子线程，子线程要进行大量的耗时运算，主线程往往早于子线程结束。若想让主线程等待子线程执行完后再结束，就要用到join( )方法。 join( time )方法是使用wait( time )来实现的。
• 类ThreadLocal
  
  • ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题：
    　　在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。
    　　而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。