黑马程序员——Java基础---多线程

——Java培训、Android培训、iOS培训、.Net培训、期待与您交流！ ——-
Java 多线程编程
Java给多线程编程提供了内置的支持。一个多线程程序包含两个或多个能并发运行的部分。程序的每一部分都称作一个线程，并且每个线程定义了一个独立的执行路径。
多线程是多任务的一种特别的形式。多线程比多任务需要更小的开销。
这里定义和线程相关的另一个术语：进程：一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。一个进程一直运行，直到所有的非守候线程都结束运行后才能结束。
多线程能满足程序员编写非常有效率的程序来达到充分利用CPU的目的，因为CPU的空闲时间能够保持在最低限度。
一个线程的生命周
线程经过其生命周期的各个阶段。下图显示了一个线程完整的生命周期。
java_thread
新状态: 一个新产生的线程从新状态开始了它的生命周期。它保持这个状态知道程序start这个线程。
运行状态:当一个新状态的线程被start以后，线程就变成可运行状态，一个线程在此状态下被认为是开始执行其任务
就绪状态:当一个线程等待另外一个线程执行一个任务的时候，该线程就进入就绪状态。当另一个线程给就绪状态的线程发送信号时，该线程才重新切换到运行状态。
休眠状态: 由于一个线程的时间片用完了，该线程从运行状态进入休眠状态。当时间间隔到期或者等待的时间发生了，该状态的线程切换到运行状态。
终止状态: 一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生，该线程就切换到终止状态。
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优先级在MIN_PRIORITY（1）和MAX_PRIORITY（10）之间的范围内。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时间。然而，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。
创建一个线程
Java提供了两种创建线程方法：
通过实现Runable接口；
通过继承Thread类本身。
通过实现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：
publicvoid 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();
实例
下面是一个创建线程并开始让它执行的实例：
// 创建一个新的线程
class NewThread implements Runnable {
Thread t;
NewThread() {
// 创建第二个新线程
t = new Thread(this, “Demo Thread”);
System.out.println(“Child thread: ” + t);
t.start(); // 开始线程
}

// 第二个线程入口
public void run() {
try {
for(int i = 5; i > 0; i–) {
System.out.println(“Child Thread: ” + i);
// 暂停线程
Thread.sleep(50);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(“Child interrupted.”);
}
System.out.println(“Exiting child thread.”);
}
}

public class ThreadDemo {
public static void main(String args[]) {
new NewThread(); // 创建一个新线程
try {
for(int i = 5; i > 0; i–) {
System.out.println(“Main Thread: ” + i);
Thread.sleep(100);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(“Main thread interrupted.”);
}
System.out.println(“Main thread exiting.”);
}
}
编译以上程序运行结果如下：
Child thread: Thread[Demo Thread,5,main]
Main Thread: 5
Child Thread: 5
Child Thread: 4
Main Thread: 4
Child Thread: 3
Child Thread: 2
Main Thread: 3
Child Thread: 1
Exiting child thread.
Main Thread: 2
Main Thread: 1
Main thread exiting.
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。
实例
// 通过继承 Thread 创建线程
class NewThread extends Thread {
NewThread() {
// 创建第二个新线程
super(“Demo Thread”);
System.out.println(“Child thread: ” + this);
start(); // 开始线程
}

// 第二个线程入口
public void run() {
try {
for(int i = 5; i > 0; i–) {
System.out.println(“Child Thread: ” + i);
// 让线程休眠一会
Thread.sleep(50);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(“Child interrupted.”);
}
System.out.println(“Exiting child thread.”);
}
}

public class ExtendThread {
public static void main(String args[]) {
new NewThread(); // 创建一个新线程
try {
for(int i = 5; i > 0; i–) {
System.out.println(“Main Thread: ” + i);
Thread.sleep(100);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(“Main thread interrupted.”);
}
System.out.println(“Main thread exiting.”);
}
}
编译以上程序运行结果如下：
Child thread: Thread[Demo Thread,5,main]
Main Thread: 5
Child Thread: 5
Child Thread: 4
Main Thread: 4
Child Thread: 3
Child Thread: 2
Main Thread: 3
Child Thread: 1
Exiting child thread.
Main Thread: 2
Main Thread: 1
Main thread exiting.
Thread 方法
下表列出了Thread类的一些重要方法：
序号 方法描述
1 public void start()
使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。
2 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。
3 public final void setName(String name)
改变线程名称，使之与参数 name 相同。
4 public final void setPriority(int priority)
更改线程的优先级。
5 public final void setDaemon(boolean on)
将该线程标记为守护线程或用户线程。
6 public final void join(long millisec)
等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。
7 public void interrupt()
中断线程。
8 public final boolean isAlive()
测试线程是否处于活动状态。
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。
序号 方法描述
1 public static void yield()
暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。
2 public static void sleep(long millisec)
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。
3 public static boolean holdsLock(Object x)
当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时，才返回 true。
4 public static Thread currentThread()
返回对当前正在执行的线程对象的引用。
5 public static void dumpStack()
将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。
实例
如下的ThreadClassDemo 程序演示了Thread类的一些方法：
// 文件名 : DisplayMessage.java
// 通过实现 Runnable 接口创建线程
public class DisplayMessage implements Runnable
{
private String message;
public DisplayMessage(String message)
{
this.message = message;
}
public void run()
{
while(true)
{
System.out.println(message);
}
}
}
// 文件名 : GuessANumber.java
// 通过继承 Thread 类创建线程

public class GuessANumber extends Thread
{
private int number;
public GuessANumber(int number)
{
this.number = number;
}
public void run()
{
int counter = 0;
int guess = 0;
do
{
guess = (int) (Math.random() * 100 + 1);
System.out.println(this.getName()
+ ” guesses ” + guess);
counter++;
}while(guess != number);
System.out.println(“** Correct! ” + this.getName()
+ ” in ” + counter + ” guesses.**”);
}
}
// 文件名 : ThreadClassDemo.java
public class ThreadClassDemo
{
public static void main(String [] args)
{
Runnable hello = new DisplayMessage(“Hello”);
Thread thread1 = new Thread(hello);
thread1.setDaemon(true);
thread1.setName(“hello”);
System.out.println(“Starting hello thread…”);
thread1.start();

  Runnable bye = new DisplayMessage("Goodbye");  Thread thread2 = new Thread(hello);  thread2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);  thread2.setDaemon(true);  System.out.println("Starting goodbye thread...");  thread2.start();  System.out.println("Starting thread3...");  Thread thread3 = new GuessANumber(27);  thread3.start();  try  {     thread3.join();  }catch(InterruptedException e)  {     System.out.println("Thread interrupted.");  }  System.out.println("Starting thread4...");  Thread thread4 = new GuessANumber(75);       thread4.start();  System.out.println("main() is ending...");

}
}
运行结果如下，每一次运行的结果都不一样。
Starting hello thread…
Starting goodbye thread…
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Thread-2 guesses 27
Hello
* Correct! Thread-2 in 102 guesses.*
Hello
Starting thread4…
Hello
Hello
……….remaining result produced.
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！