JAVA 多線程只是總結（一）

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一，線程的生命週期以及五種基本狀態

　　關於JAVA線程的生命週期，首先看一下下面這張圖

 

 

中基本上囊括了Java中多線程各重要知識點。掌握了中的各知識點，Java中的多線程也就基本上掌握了。

Java線程具有五中基本狀態：

　　1，建立狀態（New）：當線程對象建立後就是進入到了建立狀態，如：Thread t = new MyThread();

　　2，就緒狀態（Runnable）：當調用線程對象的start()方法，線程即進入到了就緒狀態。處於就緒狀態的線程，只是說明此線程已經做好了準備，隨時等待CPU調度執行，並不是執行了start()此線程就會執行。

　　3，運行狀態（Running）：當CPU調度處於就緒狀態的線程的時候，此時線程才會得以真正的執行，即進入運行狀態。

　　　　註：就緒狀態是進入運行狀態的唯一入口，也就是說線程進入運行狀態的前提是已經進入到了就緒狀態。

　　4，阻塞狀態（Blocked）：處於運行狀態的線程由於某種原因，暫時放棄對CPU的使用權，停止執行，此時進入阻塞狀態，知道進入到就緒狀態，才有機會再次被CPU調用以進入到運行狀態，根據產生阻塞狀態的三原因，阻塞狀態可以分為三種：

　　　　　　1)， 等待阻塞--》運行狀態的線程執行wait()方法，使線程進入到阻塞狀態

　　　　　　2），同步阻塞--》線程擷取同步鎖失敗，因為同步鎖被其他線程所佔用，這時線程就會進入同步阻塞狀態；

　　　　　　3），其他阻塞--》通過調用線程的sleep()或join()或發出了I/O請求的時候線程會進入阻塞狀態，當sleep()狀態逾時，join()等待線程終止或者逾時，或者I/O處理完畢，線程就會重新轉入就緒狀態。

　　5，死亡狀態（Dead）：線程執行完了或者因一場退出了run()方法，該線程就結束了生命週期。

 

二. Java多線程的建立及啟動

　　java建立線程的三種基本形式

　　1，繼承Thread類，重寫該類的run()方法

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

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

如上所示，繼承Thread類，通過重寫run()方法定義了一個新的線程類MyThread，其中run()方法的方法體代表了線程需要完成的任務，稱之為線程執行體。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馬上得以執行，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()方法同樣是線程執行體，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。 

class MyRunnable implements Runnable {    private int i = 0;    @Override    public void run() {        for (i = 0; i < 100; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);        }    }}

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

相信以上兩種建立新線程的方式大家都很熟悉了，那麼Thread和Runnable之間到底是什麼關係呢？我們首先來看一下下面這個例子。

public class ThreadTest {    public static void main(String[] args) {        for (int i = 0; i < 100; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);            if (i == 30) {                Runnable myRunnable = new MyRunnable();                Thread thread = new MyThread(myRunnable);                thread.start();            }        }    }}class MyRunnable implements Runnable {    private int i = 0;    @Override    public void run() {        System.out.println("in MyRunnable run");        for (i = 0; i < 100; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);        }    }}class MyThread extends Thread {    private int i = 0;        public MyThread(Runnable runnable){        super(runnable);    }    @Override    public void run() {        System.out.println("in MyThread run");        for (i = 0; i < 100; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);        }    }}

同樣的，與實現Runnable介面建立線程方式相似，不同的地方在於

Thread thread = new MyThread(myRunnable);

那麼這種方式可以順利建立出一個新的線程嗎？答案是肯定的。至於此時的線程執行體到底是MyRunnable介面中的run()方法還是MyThread類中的run()方法呢？通過輸出我們知道線程執行體是MyThread類中的run()方法。其實原因很簡單，因為Thread類本身也是實現了Runnable介面，而run()方法最先是在Runnable介面中定義的方法。

 public interface Runnable {         public abstract void run();      }

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，當執行到Thread類中的run()方法時，會首先判斷target是否存在，存在則執行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。但是上述給到的列子中，由於多態的存在，根本就沒有執行到Thread類中的run()方法，而是直接先執行了運行時類型即MyThread類中的run()方法。

 

　　3.使用Callable和Future介面建立線程。具體是建立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。

　　樣本如下：

public class ThreadTest {    public static void main(String[] args) {        Callable<Integer> myCallable = new MyCallable();    // 建立MyCallable對象        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask來封裝MyCallable對象        for (int i = 0; i < 100; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);            if (i == 30) {                Thread thread = new Thread(ft);   //FutureTask對象作為Thread對象的target建立新的線程                thread.start();                      //線程進入到就緒狀態            }        }        System.out.println("主線程for迴圈執行完畢..");                try {            int sum = ft.get();            //取得新建立的新線程中的call()方法返回的結果            System.out.println("sum = " + sum);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ExecutionException e) {            e.printStackTrace();        }    }}class MyCallable implements Callable<Integer> {    private int i = 0;    // 與run()方法不同的是，call()方法具有傳回值    @Override    public Integer call() {        int sum = 0;        for (; i < 100; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);            sum += i;        }        return sum;    }}

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()方法作為線程執行體，同時還具有傳回值！在建立新的線程時，是通過FutureTask來封裝MyCallable對象，同時作為了Thread對象的target。那麼看下FutureTask類的定義：

 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {          //....      }

 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {   void run();  }

　　於是，我們發現FutureTask類實際上是同時實現了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，可以作為Thread對象的target，而Future特性，使得其可以取得新建立線程中的call()方法的傳回值。

 

於是，我們發現FutureTask類實際上是同時實現了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，可以作為Thread對象的target，而Future特性，使得其可以取得新建立線程中的call()方法的傳回值。

執行下此程式，我們發現sum = 4950永遠都是最後輸出的。而“主線程for迴圈執行完畢..”則很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迴圈執行完畢..”的輸出時機是沒有任何問題的，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()方法的傳回值時，當子線程此方法還未執行完畢，ft.get()方法會一直阻塞，直到call()方法執行完畢才能取到傳回值。

上述主要講解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，

　　需要特別注意的是：不能對同一線程對象兩次調用start()方法。

三. Java多線程的就緒、運行和死亡狀態

　　就緒狀態轉換為運行狀態：此線程得到處理器資源

　　運行狀態轉換為就緒狀態：當次線程主動調用yield()方法或者在運行是時區處理器資源

　　運行狀態轉換為死亡狀態：當次線程體執行完畢或者發生了異常

　　此處需要特別注意的是：當調用線程的yield()方法時，線程從運行狀態轉換為就緒狀態，但接下來CPU調度就緒狀態中的哪個線程具有一定的隨機性，因此，可能會出現A線程調用了yield()方法後，接下來CPU仍然調度了A線程的情況。

　　由於實際的業務需要，常常會遇到需要在特定時機終止某一線程的運行，使其進入到死亡狀態。目前最通用的做法是設定一boolean型的變數，當條件滿足時，使線程執行體快速執行完畢。如：

 

public class ThreadTest2 {            public static void main(String[] args) {                MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();                Thread thread = new Thread(myRunnable);                for(int i = 0; i < 100; i++) {                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  "+i);                        if (i == 30) {                                thread.start();            }                        if (i == 40) {                                myRunnable.stopThread();            }        }    }                }class MyRunnable implements Runnable{        private boolean flag;    @Override    public void run() {                for(int i = 0; i < 100 && !flag ; i++) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   "+i);        }    }            public void stopThread() {                this.flag = true;    }}

參考文章：https://www.cnblogs.com/lwbqqyumidi/p/3804883.html

JAVA 多線程只是總結（一）