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java多线程

来源：互联网 发布：淘宝网孕妇夏装 编辑：程序博客网 时间：2024/06/07 04:54

来源：http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/08/28/2156357.html

 

java中的多线程

在java中要想实现多线程，有两种手段，一种是继续Thread类，另外一种是实现Runable接口。

对于直接继承Thread的类来说，代码大致框架是：

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class类名extends Thread{
方法1;
方法2；
…
publicvoidrun(){
// other code…
}
属性1；
属性2；
…
}

先看一个简单的例子：

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/**
* @author Rollen-Holt 继承Thread类,直接调用run方法
* */
classhelloextends Thread {
publichello() {
}
publichello(String name) {
this.name = name;
}
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <5; i++) {
System.out.println(name +"运行 "+ i);
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello h1=newhello("A");
hello h2=newhello("B");
h1.run();
h2.run();
}
privateString name;
}

【运行结果】：

A运行 0

A运行 1

A运行 2

A运行 3

A运行 4

B运行 0

B运行 1

B运行 2

B运行 3

B运行 4

我们会发现这些都是顺序执行的，说明我们的调用方法不对，应该调用的是start（）方法。

当我们把上面的主函数修改为如下所示的时候：

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publicstaticvoid main(String[] args) {
hello h1=newhello("A");
hello h2=newhello("B");
h1.start();
h2.start();
}

然后运行程序，输出的可能的结果如下：

A运行 0

B运行 0

B运行 1

B运行 2

B运行 3

B运行 4

A运行 1

A运行 2

A运行 3

A运行 4

因为需要用到CPU的资源，所以每次的运行结果基本是都不一样的，呵呵。

注意：虽然我们在这里调用的是start（）方法，但是实际上调用的还是run（）方法的主体。

那么：为什么我们不能直接调用run（）方法呢？

我的理解是：线程的运行需要本地操作系统的支持。

如果你查看start的源代码的时候，会发现：

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publicsynchronizedvoid start() {
/**
* This method is not invoked for the main method thread or "system"
* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
* to this method in the future may have to also be added to the VM.
*
* A zero status value corresponds to state "NEW".
*/
if(threadStatus !=0 || this != me)
thrownewIllegalThreadStateException();
group.add(this);
start0();
if(stopBeforeStart) {
stop0(throwableFromStop);
}
}
privatenativevoid start0();

注意我用红色加粗的那一条语句，说明此处调用的是start0（）。并且这个这个方法用了native关键字，次关键字表示调用本地操作系统的函数。因为多线程的实现需要本地操作系统的支持。

但是start方法重复调用的话，会出现java.lang.IllegalThreadStateException异常。

通过实现Runnable接口：

大致框架是：

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class类名implements Runnable{
方法1;
方法2；
…
publicvoidrun(){
// other code…
}
属性1；
属性2；
…
}

来先看一个小例子吧：

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/**
* @author Rollen-Holt 实现Runnable接口
* */
classhelloimplements Runnable {
publichello() {
}
publichello(String name) {
this.name = name;
}
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <5; i++) {
System.out.println(name +"运行 "+ i);
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello h1=newhello("线程A");
Thread demo=newThread(h1);
hello h2=newhello("线程Ｂ");
Thread demo1=newThread(h2);
demo.start();
demo1.start();
}
privateString name;
}

【可能的运行结果】：

线程A运行 0

线程Ｂ运行 0

线程Ｂ运行 1

线程Ｂ运行 2

线程Ｂ运行 3

线程Ｂ运行 4

线程A运行 1

线程A运行 2

线程A运行 3

线程A运行 4

关于选择继承Thread还是实现Runnable接口？

其实Thread也是实现Runnable接口的：

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classThreadimplements Runnable {
//…
publicvoidrun() {
if(target !=null) {
target.run();
}
}
}

其实Thread中的run方法调用的是Runnable接口的run方法。不知道大家发现没有，Thread和Runnable都实现了run方法，这种操作模式其实就是代理模式。关于代理模式，我曾经写过一个小例子呵呵，大家有兴趣的话可以看一下：http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/08/18/2144847.html

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。

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/**
* @author Rollen-Holt 继承Thread类，不能资源共享
* */
classhelloextends Thread {
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <7; i++) {
if(count >0) {
System.out.println("count= "+ count--);
}
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello h1 =newhello();
hello h2 =newhello();
hello h3 =newhello();
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}
privateintcount = 5;
}

【运行结果】：

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

大家可以想象，如果这个是一个买票系统的话，如果count表示的是车票的数量的话，说明并没有实现资源的共享。

我们换为Runnable接口

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classMyThreadimplements Runnable{
privateintticket = 5;//5张票
publicvoidrun() {
for(inti=0; i<=20; i++) {
if(this.ticket >0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在卖票"+this.ticket--);
}
}
}
}
publicclasslzwCode {
publicstaticvoid main(String [] args) {
MyThread my =newMyThread();
newThread(my,"1号窗口").start();
newThread(my,"2号窗口").start();
newThread(my,"3号窗口").start();
}
}

　　

【运行结果】：

count= 5

count= 4

count= 3

count= 2

count= 1

总结一下吧：

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。

所以，本人建议大家劲量实现接口。

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/**
* @author Rollen-Holt
* 取得线程的名称
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he =newhello();
newThread(he,"A").start();
newThread(he,"B").start();
newThread(he).start();
}
}

【运行结果】：

A

A

A

B

B

B

Thread-0

Thread-0

Thread-0

说明如果我们没有指定名字的话，系统自动提供名字。

提醒一下大家：main方法其实也是一个线程。在java中所以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。

判断线程是否启动

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/**
* @author Rollen-Holt 判断线程是否启动
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he =newhello();
Thread demo =newThread(he);
System.out.println("线程启动之前---》"+ demo.isAlive());
demo.start();
System.out.println("线程启动之后---》"+ demo.isAlive());
}
}

【运行结果】

线程启动之前---》false

线程启动之后---》true

Thread-0

Thread-0

Thread-0

主线程也有可能在子线程结束之前结束。并且子线程不受影响，不会因为主线程的结束而结束。

线程的强制执行：

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/**
* @author Rollen-Holt 线程的强制执行
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he =newhello();
Thread demo =newThread(he,"线程");
demo.start();
for(inti=0;i<50;++i){
if(i>10){
try{
demo.join();//强制执行demo
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("main 线程执行-->"+i);
}
}
}

【运行的结果】：

main 线程执行-->0

main 线程执行-->1

main 线程执行-->2

main 线程执行-->3

main 线程执行-->4

main 线程执行-->5

main 线程执行-->6

main 线程执行-->7

main 线程执行-->8

main 线程执行-->9

main 线程执行-->10

线程

线程

线程

main 线程执行-->11

main 线程执行-->12

main 线程执行-->13

．．．

线程的休眠：

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/**
* @author Rollen-Holt 线程的休眠
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <3; i++) {
try{
Thread.sleep(2000);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i);
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he =newhello();
Thread demo =newThread(he, "线程");
demo.start();
}
}

【运行结果】：（结果每隔2s输出一个）

线程0

线程1

线程2

线程的中断：

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/**
* @author Rollen-Holt 线程的中断
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
System.out.println("执行run方法");
try{
Thread.sleep(10000);
System.out.println("线程完成休眠");
}catch(Exception e) {
System.out.println("休眠被打断");
return;//返回到程序的调用处
}
System.out.println("线程正常终止");
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he =newhello();
Thread demo =newThread(he, "线程");
demo.start();
try{
Thread.sleep(2000);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
demo.interrupt();//2s后中断线程
}
}

【运行结果】：

执行run方法

休眠被打断

在java程序中，只要前台有一个线程在运行，整个java程序进程不会小时，所以此时可以设置一个后台线程，这样即使java进程小时了，此后台线程依然能够继续运行。

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/**
* @author Rollen-Holt 后台线程
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
while(true) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"在运行");
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he =newhello();
Thread demo =newThread(he, "线程");
demo.setDaemon(true);
demo.start();
}
}

虽然有一个死循环，但是程序还是可以执行完的。因为在死循环中的线程操作已经设置为后台运行了。

线程的优先级：

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/**
* @author Rollen-Holt 线程的优先级
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti=0;i<5;++i){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i);
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
Thread h1=newThread(newhello(),"A");
Thread h2=newThread(newhello(),"B");
Thread h3=newThread(newhello(),"C");
h1.setPriority(8);
h2.setPriority(2);
h3.setPriority(6);
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}
}

【运行结果】：

A运行0

A运行1

A运行2

A运行3

A运行4

B运行0

C运行0

C运行1

C运行2

C运行3

C运行4

B运行1

B运行2

B运行3

B运行4

。但是请读者不要误以为优先级越高就先执行。谁先执行还是取决于谁先去的CPU的资源、

另外，主线程的优先级是5.

线程的礼让。

在线程操作中，也可以使用yield（）方法，将一个线程的操作暂时交给其他线程执行。

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/**
* @author Rollen-Holt 线程的优先级
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti=0;i<5;++i){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i);
if(i==3){
System.out.println("线程的礼让");
Thread.currentThread().yield();
}
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
Thread h1=newThread(newhello(),"A");
Thread h2=newThread(newhello(),"B");
h1.start();
h2.start();
}
}

A运行0

A运行1

A运行2

A运行3

线程的礼让

A运行4

B运行0

B运行1

B运行2

B运行3

线程的礼让

B运行4

同步和死锁：

【问题引出】:比如说对于买票系统，有下面的代码：

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/**
* @author Rollen-Holt
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti=0;i<10;++i){
if(count>0){
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(count--);
}
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he=newhello();
Thread h1=newThread(he);
Thread h2=newThread(he);
Thread h3=newThread(he);
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}
privateintcount=5;
}

【运行结果】：

5

4

3

2

1

0

-1

这里出现了-1，显然这个是错的。，应该票数不能为负值。

如果想解决这种问题，就需要使用同步。所谓同步就是在统一时间段中只有有一个线程运行，

其他的线程必须等到这个线程结束之后才能继续执行。

【使用线程同步解决问题】

采用同步的话，可以使用同步代码块和同步方法两种来完成。

【同步代码块】：

语法格式：

synchronized（同步对象）{

//需要同步的代码

}

但是一般都把当前对象this作为同步对象。

比如对于上面的买票的问题，如下：

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/**
* @author Rollen-Holt
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti=0;i<10;++i){
synchronized(this) {
if(count>0){
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(count--);
}
}
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he=newhello();
Thread h1=newThread(he);
Thread h2=newThread(he);
Thread h3=newThread(he);
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}
privateintcount=5;
}

【运行结果】：（每一秒输出一个结果）

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4

3

2

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【同步方法】

也可以采用同步方法。

语法格式为synchronized方法返回类型方法名（参数列表）{

//其他代码

}

现在，我们采用同步方法解决上面的问题。

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/**
* @author Rollen-Holt
* */
classhelloimplements Runnable {
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <10; ++i) {
sale();
}
}
publicsynchronizedvoid sale() {
if(count >0) {
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(count--);
}
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
hello he =newhello();
Thread h1 =newThread(he);
Thread h2 =newThread(he);
Thread h3 =newThread(he);
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}
privateintcount = 5;
}

【运行结果】（每秒输出一个）

5

4

3

2

1

提醒一下，当多个线程共享一个资源的时候需要进行同步，但是过多的同步可能导致死锁。

此处列举经典的生产者和消费者问题。

【生产者和消费者问题】

先看一段有问题的代码。

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classInfo {
publicString getName() {
returnname;
}
publicvoidsetName(String name) {
this.name = name;
}
publicintgetAge() {
returnage;
}
publicvoidsetAge(int age) {
this.age = age;
}
privateString name ="Rollen";
privateintage = 20;
}
/**
* 生产者
* */
classProducerimplements Runnable{
privateInfo info=null;
Producer(Info info){
this.info=info;
}
publicvoidrun(){
booleanflag=false;
for(inti=0;i<25;++i){
if(flag){
this.info.setName("Rollen");
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.setAge(20);
flag=false;
}else{
this.info.setName("chunGe");
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.setAge(100);
flag=true;
}
}
}
}
/**
* 消费者类
* */
classConsumerimplements Runnable{
privateInfo info=null;
publicConsumer(Info info){
this.info=info;
}
publicvoidrun(){
for(inti=0;i<25;++i){
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.info.getName()+"<---->"+this.info.getAge());
}
}
}
/**
* 测试类
* */
classhello{
publicstaticvoid main(String[] args) {
Info info=newInfo();
Producer pro=newProducer(info);
Consumer con=newConsumer(info);
newThread(pro).start();
newThread(con).start();
}
}

【运行结果】：

Rollen<---->100

chunGe<---->20

chunGe<---->100

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

Rollen<---->100

Rollen<---->100

chunGe<---->20

chunGe<---->20

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

Rollen<---->100

chunGe<---->20

大家可以从结果中看到，名字和年龄并没有对于。

那么如何解决呢？

<!--[if !supportLists]-->1）<!--[endif]-->加入同步

<!--[if !supportLists]-->2）<!--[endif]-->加入等待和唤醒

先来看看加入同步会是如何。

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classInfo {
publicString getName() {
returnname;
}
publicvoidsetName(String name) {
this.name = name;
}
publicintgetAge() {
returnage;
}
publicvoidsetAge(int age) {
this.age = age;
}
publicsynchronizedvoid set(String name,intage){
this.name=name;
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.age=age;
}
publicsynchronizedvoid get(){
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge());
}
privateString name ="Rollen";
privateintage = 20;
}
/**
* 生产者
* */
classProducerimplements Runnable {
privateInfo info =null;
Producer(Info info) {
this.info = info;
}
publicvoidrun() {
booleanflag =false;
for(inti = 0; i <25; ++i) {
if(flag) {
this.info.set("Rollen",20);
flag =false;
}else{
this.info.set("ChunGe",100);
flag =true;
}
}
}
}
/**
* 消费者类
* */
classConsumerimplements Runnable {
privateInfo info =null;
publicConsumer(Info info) {
this.info = info;
}
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <25; ++i) {
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.get();
}
}
}
/**
* 测试类
* */
classhello {
publicstaticvoid main(String[] args) {
Info info =newInfo();
Producer pro =newProducer(info);
Consumer con =newConsumer(info);
newThread(pro).start();
newThread(con).start();
}
}

【运行结果】：

Rollen<===>20

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

Rollen<===>20

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

ChunGe<===>100

从运行结果来看，错乱的问题解决了，现在是Rollen 对应20，ChunGe对于100

，但是还是出现了重复读取的问题，也肯定有重复覆盖的问题。如果想解决这个问题，就需要使用Object类帮忙了、

，我们可以使用其中的等待和唤醒操作。

要完成上面的功能，我们只需要修改Info类饥渴，在其中加上标志位，并且通过判断标志位完成等待和唤醒的操作，代码如下：

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classInfo {
publicString getName() {
returnname;
}
publicvoidsetName(String name) {
this.name = name;
}
publicintgetAge() {
returnage;
}
publicvoidsetAge(int age) {
this.age = age;
}
publicsynchronizedvoid set(String name,intage){
if(!flag){
try{
super.wait();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.name=name;
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.age=age;
flag=false;
super.notify();
}
publicsynchronizedvoid get(){
if(flag){
try{
super.wait();
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge());
flag=true;
super.notify();
}
privateString name ="Rollen";
privateintage = 20;
privatebooleanflag=false;
}
/**
* 生产者
* */
classProducerimplements Runnable {
privateInfo info =null;
Producer(Info info) {
this.info = info;
}
publicvoidrun() {
booleanflag =false;
for(inti = 0; i <25; ++i) {
if(flag) {
this.info.set("Rollen",20);
flag =false;
}else{
this.info.set("ChunGe",100);
flag =true;
}
}
}
}
/**
* 消费者类
* */
classConsumerimplements Runnable {
privateInfo info =null;
publicConsumer(Info info) {
this.info = info;
}
publicvoidrun() {
for(inti = 0; i <25; ++i) {
try{
Thread.sleep(100);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.get();
}
}
}
/**
* 测试类
* */
classhello {
publicstaticvoid main(String[] args) {
Info info =newInfo();
Producer pro =newProducer(info);
Consumer con =newConsumer(info);
newThread(pro).start();
newThread(con).start();
}
}
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【程序运行结果】：
Rollen<===>20
ChunGe<===>100
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ChunGe<===>100
Rollen<===>20
先在看结果就可以知道，之前的问题完全解决。
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