Java线程：概念与原理（一）

一、操作系统中线程和进程的概念

现在的操作系统是多任务操作系统。多线程是实现多任务的一种方式。

进程是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程中可以启动多个线程。比如在Windows系统中，一个运行的exe就是一个进程。

线程是指进程中的一个执行流程，一个进程中可以运行多个线程。比如java.exe进程中可以运行很多线程。线程总是属于某个进程，进程中的多个线程共享进程的内存。

“同时”执行是人的感觉，在线程之间实际上轮换执行。

二、Java中的线程

在Java中，“线程”指两件不同的事情：
1、java.lang.Thread类的一个实例；

2、线程的执行。

 使用java.lang.Thread类或者java.lang.Runnable接口编写代码来定义、实例化和启动新线程。

 一个Thread类实例只是一个对象，像Java中的任何其他对象一样，具有变量和方法，生死于堆上。

 Java中，每个线程都有一个调用栈，即使不在程序中创建任何新的线程，线程也在后台运行着。

 一个Java应用总是从main()方法开始运行，mian()方法运行在一个线程内，它被称为主线程。

 一旦创建一个新的线程，就产生一个新的调用栈。

线程总体分两类：用户线程和守候线程。

当所有用户线程执行完毕的时候，JVM自动关闭。但是守候线程却不独立于JVM，守候线程一般是由操作系统或者用户自己创建的

Java线程：创建与启动

一、定义线程

 1、扩展java.lang.Thread类。

 此类中有个run()方法，应该注意其用法：

public void run()

如果该线程是使用独立的Runnable运行对象构造的，则调用该Runnable对象的run方法；否则，该方法不执行任何操作并返回。

 Thread的子类应该重写该方法。

2、实现java.lang.Runnable接口。

 void run()

使用实现接口Runnable的对象创建一个线程时，启动该线程将导致在独立执行的线程中调用对象的run方法。

 方法run的常规协定是，它可能执行任何所需的操作。

二、实例化线程

1、如果是扩展java.lang.Thread类的线程，则直接new即可。

 2、如果是实现了java.lang.Runnable接口的类，则用Thread的构造方法：

Thread(Runnable target) 
Thread(Runnable target, String name) 
Thread(ThreadGroup group, Runnable target) 
Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name) 
Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name, long stackSize)

三、启动线程

 在线程的Thread对象上调用start()方法，而不是run()或者别的方法。

 在调用start()方法之前：线程处于新状态中，新状态指有一个Thread对象，但还没有一个真正的线程。

 在调用start()方法之后：发生了一系列复杂的事情

启动新的执行线程（具有新的调用栈）；

该线程从新状态转移到可运行状态；

当该线程获得机会执行时，其目标run()方法将运行。

 注意：对Java来说，run()方法没有任何特别之处。像main()方法一样，它只是新线程知道调用的方法名称(和签名)。因此，在Runnable上或者Thread上调用run方法是合法的。但并不启动新的线程。

四、例子

1、实现Runnable接口的多线程例子

/** 
* 实现Runnable接口的类
* 
* @author leizhimin 2008-9-13 18:12:10 
*/ 
publicclass DoSomethingimplements Runnable {
    private String name;

    public DoSomething(String name) {
        this.name = name;
    } 

    publicvoid run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            for (long k = 0; k < 100000000; k++) ;
            System.out.println(name + ": " + i);
        } 
    } 
}

 

/** 
* 测试Runnable类实现的多线程程序
* 
* @author leizhimin 2008-9-13 18:15:02 
*/ 
publicclass TestRunnable {
    publicstaticvoid main(String[] args) {
        DoSomething ds1 = new DoSomething("阿三");
        DoSomething ds2 = new DoSomething("李四");

        Thread t1 = new Thread(ds1);
        Thread t2 = new Thread(ds2);

        t1.start(); 
        t2.start(); 
    } 
}

 

执行结果：

李四: 0
阿三: 0 
李四: 1 
阿三: 1 
李四: 2 
李四: 3 
阿三: 2 
李四: 4 
阿三: 3 
阿三: 4 

2、扩展Thread类实现的多线程例子

 /** 

* 测试扩展Thread类实现的多线程程序
* 
* @author leizhimin 2008-9-13 18:22:13 
*/ 
publicclass TestThreadextends Thread{ 
    public TestThread(String name) {
        super(name);
    } 

    publicvoid run() {
        for(int i = 0;i<5;i++){
            for(long k= 0; k <100000000;k++);
            System.out.println(this.getName()+" :"+i);
        } 
    } 

    publicstaticvoid main(String[] args) {
        Thread t1 = new TestThread("阿三");
        Thread t2 = new TestThread("李四");
        t1.start(); 
        t2.start(); 
    } 
}

 

执行结果：

阿三 :0
李四 :0 
阿三 :1 
李四 :1 
阿三 :2 
李四 :2 
阿三 :3 
阿三 :4 
李四 :3 
李四 :4 

Process finished with exit code 0

 

对于上面的多线程程序代码来说，输出的结果是不确定的。其中的一条语句for(long k= 0; k <100000000;k++);是用来模拟一个非常耗时的操作的。