Java 多线程编程

Java 多线程编程

目录

Java 多线程编程

一个线程的生命周

线程的优先级

创建一个线程

通过实现Runnable接口来创建线程

实例

通过继承Thread来创建线程

实例

Thread 方法

实例

线程的几个主要概念:

多线程的使用

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。

• 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: 5Child Thread: 5Child Thread: 4Main Thread: 4Child Thread: 3Child Thread: 2Main Thread: 3Child Thread: 1Exiting child thread.Main Thread: 2Main Thread: 1Main 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: 5Child Thread: 5Child Thread: 4Main Thread: 4Child Thread: 3Child Thread: 2Main Thread: 3Child Thread: 1Exiting child thread.Main Thread: 2Main Thread: 1Main thread exiting.

Thread 方法

下表列出了Thread类的一些重要方法：

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。

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.javapublic 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...HelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloThread-2 guesses 27Hello** Correct! Thread-2 in 102 guesses.**HelloStarting thread4...HelloHello..........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！ 

来源地址：https://blog.csdn.net/2301_78835635/article/details/133494222