线程的基本了解

2018-08-21 05:32:42来源：博客园阅读 ()

1、线程的实现方式

线程有两种实现方式，分别为继承Thread、实现Runnable接口。差异性：实现方式避免了类的继承单一性，且对于多个线程同时访问同一个资源时更便捷。

（1）继承Thread

class TestThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}

public class TestThreadMethod {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th1 = new TestThread();
        th1.setName("testThread");
        th1.start();
    }
}

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（2）实现Runnable接口

class TestRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=1; i <= 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
        }
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        TestRunnable tr = new TestRunnable();
        Thread th1 = new Thread(tr, "th1");
        Thread th2 = new Thread(tr, "th2");
        th1.start();
        th2.start();
    }
}

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（3）线程的生命周期

2、线程的常用方法

start()：线程的开启。同一个线程在结束时只能开启一次，否则报错。

setName()：设置当前线程的名称。

getName()：获取当前线程的名称。

currentThread()：获取当前线程的对象。

priority()：线程的级别。静态值有，0/5(默认)/10。值越高，代表争夺CPU的使用权的几率越大，但不是绝对。

yield()：线程让步。当前线程A调用yield()方法时，释放CPU的使用权，重新与其他线程B争夺CPU的使用权。

join()：线程加入。在A线程中，调用B线程的join方法时，A线程的程序等待B线程的程序执行完才能继续执行A线程。

sleep()：线程睡眠。当线程执行该方法时，进入设置的睡眠时间后继续执行程序。

isAlive()：线程是否在活动，返回值为boolean。

wait()：线程等待。必须在同步方法中使用。

notify()/notifyAll()：线程唤醒，与wait()结合使用，用于线程通信。

注意：（1）线程在同步时，wait()会释放锁，而join()与sleep()方法不会释放锁。

　　　（2）wait()、notify()、notifyAll()严格来说不算线程中的方法，这三个方法是定义在Object对象中。

class TestThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}

public class TestThreadMethod {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th1 = new TestThread();
        th1.setName("testThread");
        th1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        th1.start();
        
        Thread.currentThread().setName("=======mainThread");
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            if (i % 10 == 0) {
                Thread.yield();
            }
            if (i == 20) {
                try {
                    th1.join();
                    System.out.println(th1.isAlive());
                    th1.start();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

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3、线程的同步

线程的同步分为两种：同步代码块和同步方法块。

class TestThread extends Thread {
    static int ticket = 100;
    static Object obj = new Object();
    
    @Override
    public void run() {
        /*1、同步代码块时，只能同步需要的代码块，其余无关代码块不行，会影响同步；
         * 2、同步监视器用this，代表当前对象，此时继承方式，对象是多个，所以无法同步；
         * 此两种情况出现重复输出情况，如下的this情况
         */
        /*synchronized (this) {
            while(true) {
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODaO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if (ticket <= 0) {
                        break;
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "窗口:" +ticket--);
                }
            }*/
            while(true) {
                synchronized (obj) {//obj充当锁时必须是静态的，否则多个对象代表的锁是各自的。
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if (ticket <= 0) {
                        break;
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "窗口:" +ticket--);
                }
            }
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th1 = new TestThread();
        TestThread th2 = new TestThread();
        th1.setName("th1");
        th2.setName("th2");
        th1.start();
        th2.start();
    }
}

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class TestThread implements Runnable {
    int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            importNum();
        }
    }
    /**
     * 同步方法块时，同步锁为当前对象.所以方法的类必须是同一个对象
     */
    private synchronized void importNum() {
        if (ticket <= 0) {
            return;
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "窗口:" + ticket--);
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th = new TestThread();
        Thread th1 = new Thread(th, "th1");
        Thread th2 = new Thread(th, "th2");
        
        th1.start();
        th2.start();
    }
}

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注：同步在Thread与Runnable两种方式的实现中有很大的区别，详见上例。

拓展示例：

class SingleTon {
    private SingleTon() {
        
    }
    public static SingleTon instance = null;
    
    public static SingleTon getSingleTon() {
        /**
         *     原程序直接判断，创建实例，返回。在多线程中，存在线程安全问题，会创建多个SingleTon;
         * 开发中为避免这情况发生，采用下面同步的实现方式。
         */
        /**
            if (instance == null) {
                instance = new SingleTon();
            }
            return instance;
        */
        if (instance == null) {//提高同步效率，后面访问方法的对象，无需再次等待
            synchronized(SingleTon.class) {//采用类本身的对象来充当锁
                if (instance == null) {
                    instance = new SingleTon();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        
        SingleTon st1 = SingleTon.getSingleTon();
        SingleTon st2 = SingleTon.getSingleTon();
    }
}

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4、线程的死锁

死锁：当两个线程同时需要对方手中的锁时，各自都在等对方放弃手中的锁，而使程序无限期的等待下去，称为死锁。

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        
        StringBuffer sb1 = new StringBuffer();
        StringBuffer sb2 = new StringBuffer();
        
        new Thread(){
            public void run() {
                
                synchronized(sb1) {
                    sb1.append("A");
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized(sb2) {
                        sb2.append("B");
                        System.out.println("sb1:" + sb1.toString());
                        System.out.println("sb2:" + sb2.toString());
                    }
                }
                
            };
        }.start();
        
        new Thread(){
            public void run() {
                synchronized(sb2) {
                    sb2.append("C");
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized(sb1) {
                        sb1.append("D");
                        System.out.println("sb1:" + sb1.toString());
                        System.out.println("sb2:" + sb2.toString());
                    }
                }
            };
        }.start();
    }
}

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上述例子中，第一个线程执行第一个同步块代码后，进行睡眠，握住sb1的锁；此时第二个线程可能已经开启运行，获取sb2的锁，进行同步代码块方法，进行睡眠。之后第一个线程睡眠时间过后要进行第二个同步代码块的执行，这时sb2的锁握在了第二个线程，而第二个线程在醒来后要获取第二块同步方法的锁时，这时的锁在第一个线程中。两个线程同时在等待对方释放手中的锁，导致了死锁的出现。

5、线程的通信

/**
 * 生产者 --> 店员(数量最多存放20) --> 消费者
 *
 */

class Clerk {
    int num;
    public synchronized void addProduct() {
        if (num >= 20) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        notifyAll();
        num++;
        
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num);
    }
    public synchronized void consume() {
        if (num == 0) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        notifyAll();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num);
        num--;
    }
}

class Customer implements Runnable {
    Clerk clerk;
    
    public Customer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    
    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.currentThread().sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.consume();
        }
    }
}

class Producer implements Runnable {
    Clerk clerk;
    
    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    
    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.currentThread().sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.addProduct();
        }
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        Customer c1 = new Customer(clerk);
        Producer p1 = new Producer(clerk);
        Thread th2 = new Thread(p1, "生产者");
        Thread th1 = new Thread(c1, "消费者");
        th2.start();
        th1.start();
    }
}