java多线程1-创建启动

进程：每个进程都有独立的代码和数据空间（进程上下文），进程间的切换会有较大的开销，一个进程包含1–n个线程。（进程是资源分配的最小单位）
线程：同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换开销小。（线程是cpu调度的最小单位）

1.线程的生命周期

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。(wait会释放持有的锁)
（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。（注意,sleep是不会释放持有的锁）
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。

2.多线程的优缺点

多线程的优点：
1）资源利用率更好
2）程序设计在某些情况下更简单
3）程序响应更快
多线程的代价：
1）设计更复杂
虽然有一些多线程应用程序比单线程的应用程序要简单，但其他的一般都更复杂。在多线程访问共享数据的时候，这部分代码需要特别的注意。线程之间的交互往往非常复杂。不正确的线程同步产生的错误非常难以被发现，并且重现以修复。
2）上下文切换的开销
当CPU从执行一个线程切换到执行另外一个线程的时候，它需要先存储当前线程的本地的数据，程序指针等，然后载入另一个线程的本地数据，程序指针等，最后才开始执行。这种切换称为“上下文切换”(“context switch”)。CPU会在一个上下文中执行一个线程，然后切换到另外一个上下文中执行另外一个线程。上下文切换并不廉价。如果没有必要，应该减少上下文切换的发生。

3.线程的优先级

每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。
Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。
默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。
具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台。

4.多线程的实现

• 通过实现 Runnable 接口；(推荐)
• 通过继承 Thread 类本身；
• 通过 Callable 和 Future 创建线程与线程池结合使用。

继承Thread类就不能再继承别的类了，因此也就不能继承别的类的有用的方法了。Runnable 接口的方式就不存在这个问题，这种实现方式将线程主体和线程对象本身分离开来，逻辑上也较为清晰，所以推荐这种方式。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，Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。
实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：
1）：适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源
2）：可以避免java中的单继承的限制
3）：增加程序的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立
4）：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

注意：main方法其实也是一个线程。在java中所有的线程都是同时启动的，至于什么时候，哪个先执行，完全看谁先得到CPU的资源。
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实习在就是在操作系统中启动了一个进程。

5.Runnable 接口来创建线程

创建一个线程，最简单的方法是创建一个实现 Runnable 接口的类。
为了实现 Runnable，一个类只需要执行一个方法调用 run()，声明如下：

public void run()

你可以重写该方法，重要的是理解的 run() 可以调用其他方法，使用其他类，并声明变量，就像主线程一样。
在创建一个实现 Runnable 接口的类之后，你可以在类中实例化一个线程对象。
Thread 定义了几个构造方法，下面的这个是我们经常使用的：

Thread(Runnable threadOb,String threadName);

这里，threadOb 是一个实现 Runnable 接口的类的实例，并且 threadName 指定新线程的名字。
新线程创建之后，你调用它的 start() 方法它才会运行。

void start();

一个简单的例子：

package thread;public class Test {    public static void main(String[] args) {         RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");          R1.start();          RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");          R2.start();    }}class RunnableDemo implements Runnable {       private Thread t;       private String threadName;       RunnableDemo( String name) {          threadName = name;          System.out.println("Creating " +  threadName );       }       public void run() {          System.out.println("Running " +  threadName );          try {             for(int i = 4; i > 0; i--) {                System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);                // 让线程睡眠一会                Thread.sleep(50);             }          }catch (InterruptedException e) {             System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");          }          System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");       }       public void start () {          System.out.println("Starting " +  threadName );          if (t == null) {             t = new Thread (this, threadName);             t.start ();          }       }    }

可以创建一个实现了Runnable接口的匿名类，如下所示：

Runnable myRunnable = new Runnable(){   public void run(){     System.out.println("Runnable running");   }}Thread thread = new Thread(myRunnable);thread.start();

6.通过继承Thread来创建线程

创建一个线程的第二种方法是创建一个新的类，该类继承 Thread 类，然后创建一个该类的实例。
继承类必须重写 run() 方法，该方法是新线程的入口点。它也必须调用 start() 方法才能执行。
该方法尽管被列为一种多线程实现方式，但是本质上也是实现了 Runnable 接口的一个实例。

class ThreadDemo extends Thread {   private Thread t;   private String threadName;   ThreadDemo( String name) {      threadName = name;      System.out.println("Creating " +  threadName );   }   public void run() {      System.out.println("Running " +  threadName );      try {         for(int i = 4; i > 0; i--) {            System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);            // 让线程睡眠一会            Thread.sleep(50);         }      }catch (InterruptedException e) {         System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");      }      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");   }   public void start () {      System.out.println("Starting " +  threadName );      if (t == null) {         t = new Thread (this, threadName);         t.start ();      }   }}public class TestThread {   public static void main(String args[]) {      ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread-1");      T1.start();      ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread-2");      T2.start();   }   }

Thread方法：

测试线程是否处于活动状态。 上述方法是被Thread对象调用的。下面的方法是Thread类的静态方法。

7.通过 Callable 和 Future 创建线程

1. 创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。
2. 创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
3. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
4. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

public class CallableThreadTest implements Callable<Integer> {    public static void main(String[] args)      {          CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();          FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);          for(int i = 0;i < 100;i++)          {              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);              if(i==20)              {                  new Thread(ft,"有返回值的线程").start();              }          }          try          {              System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());          } catch (InterruptedException e)          {              e.printStackTrace();          } catch (ExecutionException e)          {              e.printStackTrace();          }      }    @Override      public Integer call() throws Exception      {          int i = 0;          for(;i<100;i++)          {              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);          }          return i;      }  }

创建线程的三种方式的对比
1. 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创见多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还可以继承其他类。
2. 使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可获得当前线程。
线程的几个主要概念
在多线程编程时，你需要了解以下几个概念：
线程同步
线程间通信
线程死锁
线程控制：挂起、停止和恢复
多线程的使用
有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如：程序中有两个子系统需要并发执行，这时候就需要利用多线程编程。
通过对多线程的使用，可以编写出非常高效的程序。不过请注意，如果你创建太多的线程，程序执行的效率实际上是降低了，而不是提升了。
请记住，上下文的切换开销也很重要，如果你创建了太多的线程，CPU 花费在上下文的切换的时间将多于执行程序的时间！

参考：http://www.runoob.com/java/java-multithreading.html
https://www.cnblogs.com/luxiaoxun/p/3870265.html
http://blog.csdn.net/zhangtian6691844/article/details/51693676