Javaマルチスレッドの使い方を詳しく解説

1. スレッドを作成する

Java でスレッドを作成するには、Thread クラスを使用する方法と Runnable インターフェイスを使用する方法の 2 つがあります。 Runnable インターフェイスを使用する場合は、Thread インスタンスを作成する必要があります。したがって、Thread クラスまたは Runnable インターフェイスを通じてスレッドを作成する場合は、Thread クラスまたはそのサブクラスのインスタンスを作成する必要があります。スレッドコンストラクター:

public Thread();

public Thread(実行可能なターゲット、文字列名);

public Thread(ThreadGroup グループ、実行可能なターゲット); );

public Thread(ThreadGroup グループ, 文字列名);

public Thread(ThreadGroup グループ, 実行可能ターゲット, 文字列名, 長いスタックサイズ);

メソッド1: Thread クラスを継承し、run メソッドをオーバーライドします

public class ThreadDemo1 {
     public static void main(String[] args){
         Demo d = new Demo();
         d.start();
         for(int i=0;i<60;i++){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
         }

     }
 }
 class Demo extends Thread{
     public void run(){
         for(int i=0;i<60;i++){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
         }
     }
 }

方法 2:

public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args){
        Demo2 d =new Demo2();
        Thread t = new Thread(d);
        t.start();
        for(int x=0;x<60;x++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
        }
    }
}
class Demo2 implements Runnable{
    public void run(){
        for(int x=0;x<60;x++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
        }
    }
}

2. スレッドのライフサイクル

人が生まれ、老い、病気になり、死ぬのと同じように、スレッドも消滅する必要があります。開始 (待機)、実行、一時停止、および停止の 4 つの異なる状態を介して。これら 4 つの状態は、Thread クラスのメソッドを通じて制御できます。 Thread クラスのこれら 4 つの状態に関連するメソッドを以下に示します。

// スレッドを開始します

publicvoid start( );

publicvoid run( );

// スレッドを一時停止して起動します

continue( ); ( ); //

publicstaticvoid sleep(long millis); の使用は推奨されません

// スレッドを終了します

stop( );

publicvoidinterrupt( );

//スレッドステータスを取得する

publicboolean isInterrupted( );

// join メソッド

参加( ) throws InterruptedException;

作成後 run メソッド内のコードはすぐには実行されず、待機状態になります。スレッドが待機状態にある場合、Thread クラスのメソッドを通じて、スレッドの優先順位 (setPriority)、スレッド名 (setName)、スレッド タイプ (setDaemon) などのスレッドのさまざまな属性を設定できます。

start メソッドが呼び出されると、スレッドは run メソッド内のコードの実行を開始します。スレッドは実行状態になります。 Thread クラスの isAlive メソッドを使用して、スレッドが実行されているかどうかを確認できます。スレッドが実行状態にある場合、isAlive は true を返します。isAlive が false を返す場合、スレッドは待機状態または停止状態にある可能性があります。次のコードは、スレッドの作成、実行、停止の 3 つの状態間の切り替えを示し、対応する isAlive 戻り値を出力します。

スレッドが run メソッドの実行を開始すると、run メソッドが完了するまでスレッドは終了しません。ただし、スレッドの実行中に、2 つの方法でスレッドの実行を一時的に停止できます。これら 2 つの方法はサスペンドとスリープです。サスペンドを使用してスレッドを一時停止した後、再開メソッドを使用してスレッドをウェイクアップできます。 sleep を使用してスレッドをスリープ状態にした後、スレッドは設定された時間が経過した後にのみ準備完了状態になることができます (スレッドのスリープ終了後、スレッドはすぐには実行されない場合がありますが、システムがスケジュールするのを待って準備完了状態になるだけです)。 。

sleep メソッドを使用する際の注意点は 2 つあります:

1. sleep メソッドには 2 つのオーバーロードされたフォームがあり、オーバーロードされたフォームの 1 つはミリ秒だけでなくナノ秒も設定できます (1,000,000 ナノ秒は 1 ミリ秒に相当します)。ただし、ほとんどのオペレーティング システム プラットフォームの Java 仮想マシンはナノ秒まで正確ではないため、スリープにナノ秒が設定されている場合、Java 仮想マシンはこの値に最も近いミリ秒を取得します。

2. sleep メソッドを使用する場合は、throws または try{...}catch{...} を使用する必要があります。 run メソッドでは throw を使用できないため、try{...}catch{...} のみを使用できます。スレッドがスリープ状態で、割り込みメソッドを使用してスレッドを中断すると、スリープは InterruptedException をスローします。 sleep メソッドは次のように定義されます。

publicstaticvoid sleep(long millis) throws InterruptedException

publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

スレッドを終了するには 3 つの方法があります。

1. 終了フラグを使用してスレッドを正常に終了します。つまり、run メソッドが完了するとスレッドが終了します。

2. stop メソッドを使用してスレッドを強制的に終了します (サスペンドや再開と同様に、停止によっても予期しない結果が生じる可能性があるため、この方法はお勧めできません)。

3. スレッドを中断するには、interrupt メソッドを使用します。

1. 終了フラグを使用してスレッドを終了します

当run方法执行完后，线程就会退出。但有时run方法是永远不会结束的。如在服务端程序中使用线程进行监听客户端请求，或是其他的需要循环处理的任务。在这种情况下，一般是将这些任务放在一个循环中，如while循环。如果想让循环永远运行下去，可以使用while(true){...}来处理。但要想使while循环在某一特定条件下退出，最直接的方法就是设一个boolean类型的标志，并通过设置这个标志为true或false来控制while循环是否退出。下面给出了一个利用退出标志终止线程的例子。

join方法的功能就是使异步执行的线程变成同步执行。也就是说，当调用线程实例的start方法后，这个方法会立即返回，如果在调用start方法后后需要使用一个由这个线程计算得到的值，就必须使用join方法。如果不使用join方法，就不能保证当执行到start方法后面的某条语句时，这个线程一定会执行完。而使用join方法后，直到这个线程退出，程序才会往下执行。下面的代码演示了join的用法。

3.多线程安全问题

问题原因：当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误。

解决办法：对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不执行。

同步代码块：

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args){
        Ticket t =new Ticket();
        Thread t1 = new Thread(t,"窗口一");
        Thread t2 = new Thread(t,"窗口二");
        Thread t3 = new Thread(t,"窗口三");
        Thread t4 = new Thread(t,"窗口四");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}
class Ticket implements Runnable{
    private int ticket =400;
    public void run(){
        while(true){
            synchronized (new Object()) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                if(ticket<=0)
                    break;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---卖出"+ticket--);
            }
        }
    }
}

同步函数

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args){
        Ticket t =new Ticket();
        Thread t1 = new Thread(t,"窗口一");
        Thread t2 = new Thread(t,"窗口二");
        Thread t3 = new Thread(t,"窗口三");
        Thread t4 = new Thread(t,"窗口四");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}
class Ticket implements Runnable{
    private int ticket = 4000;
    public synchronized void  saleTicket(){
        if(ticket>0)
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+ticket--);

    }
    public void run(){
        while(true){
            saleTicket();
        }
    }
}

同步函数锁是this 静态同步函数锁是class

线程间的通信

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args){
        class Person{
            public String name;
            private String gender;
            public void set(String name,String gender){
                this.name =name;
                this.gender =gender;
            }
            public void get(){
                System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
            }
        }
        final Person p =new Person();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                int x=0;
                while(true){
                    if(x==0){
                        p.set("张三", "男");
                    }else{
                        p.set("lili", "nv");
                    }
                    x=(x+1)%2;
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    p.get();
                }
            }
        }).start();
    }
}
/*
张三....男
张三....男
lili....nv
lili....男
张三....nv
lili....男
*/

修改上面代码

public class ThreadDemo3 {
     public static void main(String[] args){
         class Person{
             public String name;
             private String gender;
             public void set(String name,String gender){
                 this.name =name;
                 this.gender =gender;
             }
             public void get(){
                 System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
             }
         }
         final Person p =new Person();
         new Thread(new Runnable(){
             public void run(){
                 int x=0;
                 while(true){
                     synchronized (p) {
                         if(x==0){
                             p.set("张三", "男");
                         }else{
                             p.set("lili", "nv");
                         }
                         x=(x+1)%2;    
                     }

                 }
             }
         }).start();
         new Thread(new Runnable(){
             public void run(){
                 while(true){
                     synchronized (p) {
                         p.get();
                     }
                 }
             }
         }).start();
     }

 }
 /*
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 lili....nv
 张三....男
 张三....男
 张三....男
 张三....男
 */

等待唤醒机制

/*
 *线程等待唤醒机制
 *等待和唤醒必须是同一把锁 
 */
public class ThreadDemo3 {
    private static boolean flags =false;
    public static void main(String[] args){
        class Person{
            public String name;
            private String gender;
            public void set(String name,String gender){
                this.name =name;
                this.gender =gender;
            }
            public void get(){
                System.out.println(this.name+"...."+this.gender);
            }
        }
        final Person p =new Person();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                int x=0;
                while(true){
                    synchronized (p) {
                        if(flags)
                            try {
                                p.wait();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                // TODO Auto-generated catch block
                                e.printStackTrace();
                            };
                        if(x==0){
                            p.set("张三", "男");
                        }else{
                            p.set("lili", "nv");
                        }
                        x=(x+1)%2;
                        flags =true;
                        p.notifyAll();
                    }
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    synchronized (p) {
                        if(!flags)
                            try {
                                p.wait();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                // TODO Auto-generated catch block
                                e.printStackTrace();
                            };
                        p.get();
                        flags =false;
                        p.notifyAll();
                        }
                }
            }
        }).start();
    }
}

生产消费机制一

public class ThreadDemo4 {
    private static boolean flags =false;
    public static void main(String[] args){
        class Goods{
            private String name;
            private int num;
            public synchronized void produce(String name){
                if(flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                this.name =name+"编号："+num++;
                System.out.println("生产了...."+this.name);
                flags =true;
                notifyAll();
            }
            public synchronized void consume(){
                if(!flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                System.out.println("消费了******"+name);
                flags =false;
                notifyAll();
            }

        }
        final Goods g =new Goods();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){

                    g.produce("商品");
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.consume();
                }
            }
        }).start();
    }
}

生产消费机制2

public class ThreadDemo4 {
    private static boolean flags =false;
    public static void main(String[] args){
        class Goods{
            private String name;
            private int num;
            public synchronized void produce(String name){
                while(flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                this.name =name+"编号："+num++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产了...."+this.name);
                flags =true;
                notifyAll();
            }
            public synchronized void consume(){
                while(!flags)
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费了******"+name);
                flags =false;
                notifyAll();
            }

        }
        final Goods g =new Goods();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.produce("商品");
                }
            }
        },"生产者一号").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.produce("商品");
                }
            }
        },"生产者二号").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.consume();
                }
            }
        },"消费者一号").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    g.consume();
                }
            }
        },"消费者二号").start();
    }
}
/*
消费者二号消费了******商品编号：48049
生产者一号生产了....商品编号：48050
消费者一号消费了******商品编号：48050
生产者一号生产了....商品编号：48051
消费者二号消费了******商品编号：48051
生产者二号生产了....商品编号：48052
消费者二号消费了******商品编号：48052
生产者一号生产了....商品编号：48053
消费者一号消费了******商品编号：48053
生产者一号生产了....商品编号：48054
消费者二号消费了******商品编号：48054
生产者二号生产了....商品编号：48055
消费者二号消费了******商品编号：48055
*/

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