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Java多執行緒的用法詳解

黄舟

Dec 19, 2016 pm 02:15 PM

java 多執行緒

1.建立執行緒

在Java中建立執行緒有兩種方法：使用Thread類別和使用Runnable介面。使用Runnable介面時需要建立一個Thread實例。因此，無論是透過Thread類別或Runnable介面建立線程，都必須建立Thread類別或它的子類別的實例。 Thread建構子：

public Thread( );

public Thread(Runnable target);

public Thread(String name);

public Thread(Runnablegroupget, String String Runget, String name); target);

public Thread(ThreadGroup group, String name);

public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name);

public Thread(Threadroup ,方法一：繼承Thread類別覆蓋run方法

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);
         }
     }
 }

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方法二：

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);
        }
    }
}

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2.執行緒的生命週期

和與人有生老病死一樣，執行緒也同樣要開始（等待）、運行

和與人有生老病死一樣，執行緒也同樣要開始（等待）、運行）停止四種不同的狀態。這四種狀態都可以透過Thread類別中的方法進行控制。下面給出了Thread類別中和這四種狀態相關的方法。

// 開始線程

publicvoid start( );

publicvoid run( );

// 掛起和喚醒線程

publicvoid resume( ); // 不建議使用

publicvoid suspend( ); //不建議使用

publicstaticvoid sleep(long millis);

publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos);

// 終止執行緒

publicvoid interptop(); ;

// 得到執行緒狀態

publicboolean isAlive( );

publicboolean isInterrupted( );

publicstaticboolean interrupted( );

publicstaticboolean interrupted( )；

執行緒在建立後不是馬上執行run方法中的程式碼，而是處於等待狀態。當執行緒處於等待狀態時，可以透過Thread類別的方法來設定執行緒不各種屬性，如執行緒的優先權（setPriority）、執行緒名(setName)和執行緒的類型（setDaemon）等。

當呼叫start方法後，執行緒開始執行run方法中的程式碼。執行緒進入運行狀態。可以透過Thread類別的isAlive方法來判斷執行緒是否處於運行狀態。當執行緒處於運行狀態時，isAlive傳回true，當isAlive回傳false時，可能執行緒處於等待狀態，也可能處於停止狀態。下面的程式碼示範了執行緒的建立、運行和停止三個狀態之間的切換，並輸出了對應的isAlive回傳值。

一但執行緒開始執行run方法，就會一直到這個run方法執行完成這個執行緒才退出。但在執行緒執行的過程中，可以透過兩個方法使執行緒暫時停止執行。這兩個方法是suspend和sleep。使用suspend掛起執行緒後，可以透過resume方法喚醒執行緒。而使用sleep讓執行緒休眠後，只能在設定的時間後讓執行緒處於就緒狀態（在執行緒休眠結束後，執行緒不一定會馬上執行，只是進入了就緒狀態，等待系統進行調度）。

在使用sleep方法時有兩點需要注意：

1. sleep方法有兩個重載形式，其中一個重載形式不僅可以設毫秒，而且還可以設納秒(1,000,000納秒等於1毫秒) 。但大多數作業系統平台上的Java虛擬機都無法精確到奈秒，因此，如果對sleep設定了奈秒，Java虛擬機將取最接近這個值的毫秒。

2. 使用sleep方法時必須使用throws或try{...}catch{...}。因為run方法無法使用throws，所以只能用try{...}catch{...}。當在執行緒休眠的過程中，使用interrupt方法中斷執行緒時sleep會拋出一個InterruptedException例外。 sleep方法的定義如下：

publicstaticvoid sleep(long millis) throws InterruptedException

publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

有三種方法可以終止執行緒。

1. 使用退出標誌，使執行緒正常退出，也就是當run方法完成後執行緒終止。

2. 使用stop方法強行終止執行緒（這個方法不建議使用，因為stop和suspend、resume一樣，也可能發生不可預料的結果）。

3. 使用interrupt方法中斷執行緒。

1. 使用退出標誌終止執行緒

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--);
            }
        }
    }
}

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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();
        }
    }
}

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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
*/

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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
 */

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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();
    }
}

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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();
    }
}

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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
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