Java多線程(1) 建立

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一.線程的生命週期及五種基本狀態

關於Java中線程的生命週期，首先看一下以下這張較為經典的圖：

Java線程具有五中基本狀態

建立狀態（New）：當線程對象對建立後，即進入了建立狀態，如：Thread t = new MyThread();

就緒狀態（Runnable）：當調用線程對象的start()方法（t.start();）。線程即進入就緒狀態。處於就緒狀態的線程，僅僅是說明此線程已經做好了準備。隨時等待CPU調度運行。並非說運行了t.start()此線程馬上就會運行；

執行狀態（Running）：當CPU開始調度處於就緒狀態的線程時。此時線程才得以真正執行，即進入到執行狀態。註：就緒狀態是進入到執行狀態的唯一入口，也就是說，線程要想進入執行狀態執行。首先必須處於就緒狀態中；

堵塞狀態（Blocked）：處於執行狀態中的線程因為某種原因，臨時放棄對CPU的使用權。停止執行。此時進入堵塞狀態。直到其進入到就緒狀態，才 有機會再次被CPU調用以進入到執行狀態。

依據堵塞產生的原因不同。堵塞狀態又能夠分為三種：

1.等待堵塞：執行狀態中的線程執行wait()方法。使本線程進入到等待堵塞狀態。

2.同步堵塞 -- 線程在擷取synchronized同步鎖失敗(由於鎖被其他線程所佔用)，它會進入同步堵塞狀態；

3.其它堵塞 -- 通過調用線程的sleep()或join()或發出了I/O請求時，線程會進入到堵塞狀態。當sleep()狀態逾時、join()等待線程終止或者逾時、或者I/O處理完成時。線程又一次轉入就緒狀態。

【疑問】：鎖的持有問題

死亡狀態（Dead）：線程運行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命週期。

二. Java多線程的建立及啟動

Java中線程的建立常見有如三種基本形式

1.繼承Thread類。重寫該類的run()方法。

 1 class MyThread extends Thread { 2      3     private int i = 0; 4  5     @Override 6     public void run() { 7         for (i = 0; i < 100; i++) { 8             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); 9         }10     }11 }

 1 public class ThreadTest { 2  3     public static void main(String[] args) { 4         for (int i = 0; i < 100; i++) { 5             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); 6             if (i == 30) { 7                 Thread myThread1 = new MyThread();     // 建立一個新的線程  myThread1  此線程進入建立狀態 8                 Thread myThread2 = new MyThread();     // 建立一個新的線程 myThread2 此線程進入建立狀態 9                 myThread1.start();                     // 調用start()方法使得線程進入就緒狀態10                 myThread2.start();                     // 調用start()方法使得線程進入就緒狀態11             }12         }13     }14 }

如上所看到的，繼承Thread類，通過重寫run()方法定義了一個新的線程類MyThread，當中run()方法的方法體代表了線程須要完畢的任務。稱之為線程運行體。當建立此線程類對象時一個新的線程得以建立。並進入到線程建立狀態。

通過調用線程對象引用的start()方法，使得該線程進入到就緒狀態，此時此線程並不一定會立即得以運行，這取決於CPU調度時機。

2.實現Runnable介面，並重寫該介面的run()方法。該run()方法相同是線程運行體，建立Runnable實作類別的執行個體，並以此執行個體作為Thread類的target來建立Thread對象，該Thread對象才是真正的線程對象。

 1 class MyRunnable implements Runnable { 2     private int i = 0; 3  4     @Override 5     public void run() { 6         for (i = 0; i < 100; i++) { 7             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); 8         } 9     }10 }

 1 public class ThreadTest { 2  3     public static void main(String[] args) { 4         for (int i = 0; i < 100; i++) { 5             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); 6             if (i == 30) { 7                 Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 建立一個Runnable實作類別的對象 8                 Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 將myRunnable作為Thread target建立新的線程 9                 Thread thread2 = new Thread(myRunnable);10                 thread1.start(); // 調用start()方法使得線程進入就緒狀態11                 thread2.start();12             }13         }14     }15 }

相信以上兩種建立新線程的方式大家都非常熟悉了。那麼Thread和Runnable之間究竟是什麼關係呢？我們首先來看一下以下這個範例。

1 public interface Runnable {2    3     public abstract void run();4     5 }

我們看一下Thread類中對Runnable介面中run()方法的實現：

　　@Override    public void run() {        if (target != null) {            target.run();        }    }

也就是說，當運行到Thread類中的run()方法時，會首先推斷target是否存在。存在則運行target中的run()方法，也就是實現了Runnable介面並重寫了run()方法的類中的run()方法。可是上述給到的列子中，因為多態的存在。根本就沒有運行到Thread類中的run()方法，而是直接先運行了運行時類型即MyThread類中的run()方法。

3.使用Callable和Future介面建立線程。詳細是建立Callable介面的實作類別，並實現clall()方法。

並使用FutureTask類來封裝Callable實作類別的對象。且以此FutureTask對象作為Thread對象的target來建立線程。

 看著好像有點複雜，直接來看一個範例就清晰了。

 1 public class ThreadTest { 2  3     public static void main(String[] args) { 4  5         Callable<Integer> myCallable = new MyCallable();    // 建立MyCallable對象 6         FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask來封裝MyCallable對象 7  8         for (int i = 0; i < 100; i++) { 9             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);10             if (i == 30) {11                 Thread thread = new Thread(ft);   //FutureTask對象作為Thread對象的target建立新的線程12                 thread.start();                      //線程進入到就緒狀態13             }14         }15 16         System.out.println("主線程for迴圈運行完成..");17         18         try {19             int sum = ft.get();            //取得新建立的新線程中的call()方法返回的結果20             System.out.println("sum = " + sum);21         } catch (InterruptedException e) {22             e.printStackTrace();23         } catch (ExecutionException e) {24             e.printStackTrace();25         }26 27     }28 }29 30 31 class MyCallable implements Callable<Integer> {32     private int i = 0;33 34     // 與run()方法不同的是。call()方法具有返回值35     @Override36     public Integer call() {37         int sum = 0;38         for (; i < 100; i++) {39             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);40             sum += i;41         }42         return sum;43     }44 45 }

首先，我們發現。在實現Callable介面中。此時不再是run()方法了，而是call()方法，此call()方法作為線程運行體，同一時候還具有返回值。在建立新的線程時，是通過FutureTask來封裝MyCallable對象，同一時候作為了Thread對象的target。

那麼看下FutureTask類的定義：

1 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {2     3     //....4     5 }

1 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {2     3     void run();4     5 }

於是。我們發現FutureTask類實際上是同一時候實現了Runnable和Future介面，由此才使得其具有Future和Runnable雙重特性。通過Runnable特性，能夠作為Thread對象的target。而Future特性，使得其能夠取得新建立線程中的call()方法的返回值。

運行下此程式。我們發現sum = 4950永遠都是最後輸出的。

而“主線程for迴圈運行完成..”則非常可能是在子線程迴圈中間輸出。由CPU的線程調度機制，我們知道，“主線程for迴圈運行完成..”的輸出時機是沒有不論什麼問題的，那麼為什麼sum =4950會永遠最後輸出呢？

原因在於通過ft.get()方法擷取子線程call()方法的返回值時。當子線程此方法還未運行完成，ft.get()方法會一直堵塞，直到call()方法運行完成才幹取到返回值。

上述主要解說了三種常見的線程建立方式，對於線程的啟動而言。都是調用線程對象的start()方法。須要特別注意的是：不能對同一線程對象兩次調用start()方法

Java多線程(1) 建立