Java多线程
Java中的多线程是一个同时执行多个线程的进程。线程是一个轻量级的子进程，是最小的处理单元。多进程和多线程都用于实现多任务处理。
但是，一般使用多线程而不是多进程，这是因为线程使用共享内存区域。它们不分配单独的内存区域以节省内存，并且线程之间的上下文切换比进程花费的时间更少。
Java多线程主要用于游戏，动画等。
优点
（1）它不会阻塞用户，因为线程是独立的，可以同时执行多个操作。
（2）可以一起执行许多操作，因此可以节省时间。
（3）线程是独立的，因此如果在单个线程中发生异常，它不会影响其他线程。
多任务处理
多任务处理是同时执行多个任务的过程。使用多任务来利用CPU，多任务处理可以通过两种方式实现：
基于进程的多任务处理（多进程）
基于线程的多任务处理（多线程）
基于进程的多任务处理（多进程）
- 每个进程在内存中都有一个地址。 换句话说，每个进程分配一个单独的内存区域。
- 进程是重量级的。
- 进程之间的通信成本很高。
- 从一个进程切换到另一个进程需要一些时间来保存和加载寄存器，内存映射，更新列表等。
基于线程的多任务处理（多线程）
- 线程共享相同的地址空间。
- 线程是轻量级的。
- 线程之间的通信成本很低。
注意：一次只执行一个线程。
线程的生命周期（线程状态）
线程可以处于五种状态之一。 根据sun解释，线程生命周期在java中有以下几种状态:初始(NEW) ，运行(RUNNABLE)，阻塞(BLOCKED)，等待(WAITING)，超时等待(TIMED_WAITING)和终止(TERMINATED)。
java中线程的生命周期由JVM控制，java线程状态如下:
- 初始(NEW):新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
-
运行(RUNNABLE):Java线程中将就绪(ready)和运行中(running)两种状态笼统的称为“运行”。
线程对象创建后，其他线程(比如main线程)调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取CPU的使用权，此时处于就绪状态(ready)。就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态(running)。 - 阻塞(BLOCKED):表示线程阻塞于锁。
- 等待(WAITING):进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作(通知或中断)。
- 超时等待(TIMED_WAITING):该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间后自行返回。
- 终止(TERMINATED):表示该线程已经执行完毕。
新建状态:
使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。
就绪状态
当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。
运行状态
如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
阻塞状态:
如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：
-
等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
-
同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
-
其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。
死亡状态
一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。
创建线程
创建一个线程有三种方法:
- 通过扩展
Thread类。 - 通过实现
Runnable接口。 - 通过 Callable 和 Future 创建线程。
Thread类Thread类提供了在线程上创建和执行操作的构造函数和方法。Thread类扩展了Object类并实现了Runnable接口。
常用的Thread类构造函数
Thread()Thread(String name)Thread(Runnable r)Thread(Runnable r,String name)
Thread类的常用方法:
public void run(): 用于执行线程的操作。public void start(): 开始执行线程，JVM调用线程上的run()方法。public void sleep(long miliseconds): 使当前正在执行的线程休眠(暂时停止执行)达指定的毫秒数。public void join(): 等待线程死亡。public void join(long miliseconds): 按指定的毫秒数等待线程死亡。public int getPriority(): 返回线程的优先级。public int setPriority(int priority): 更改线程的优先级。public String getName(): 返回线程的名称。public void setName(String name): 更改线程的名称。public int getId():返回线程的编号(ID)。public Thread.State getState(): 返回线程的状态。public boolean isAlive(): 测试线程是否处于活动状态。public void yield(): 使当前正在执行的线程对象暂时暂停并允许其他线程执行。public void suspend(): 用于挂起线程(depricated)。public void resume(): 用于恢复挂起的线程(depricated)。public void stop(): 用于停止线程(depricated)。public boolean isDaemon(): 测试该线程是否为守护进程线程。public void setDaemon(boolean b): 将线程标记为守护进程或用户线程。public void interrupt(): 中断线程。public boolean isInterrupted(): 测试线程是否被中断。public static boolean interrupted(): 测试当前线程是否已被中断。
Runnable接口:Runnable接口应由任何其实例由线程执行类实现。Runnable接口只有一个run()方法。
public void run(): 用于执行线程的操作。
启动线程:
Thread类的start()方法用于启动新创建的线程。它执行以下任务:
- 一个新线程启动(使用新的callstack)。
- 线程从
New状态移动到Runnable状态。- 当线程有机会执行时，它的目标
run()方法将运行。
示例
1. 通过扩展Thread类线程示例
package com.yiibai;
class Multi extends Thread {
public void run() {
System.out.println("thread is running...");
}
public static void main(String args[]) {
Multi t1 = new Multi();
t1.start();
}
}
执行上面示例代码，得到以下结果:
thread is running...
2. 通过实现Runnable接口的线程示例
package com.yiibai;
class Multi implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("thread is running...");
}
public static void main(String args[]) {
Multi m1 = new Multi();
Thread t1 = new Thread(m1);
t1.start();
}
}
执行上面示例代码，得到以下结果:
thread is running...
如果没有扩展Thread类，类对象就不会被视为一个线程对象。所以需要明确地创建Thread类对象。传递实现Runnable类的对象，以便类的run()方法可以执行。
3.通过 Callable 和 Future 创建线程
- 创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。
- 创建 Callable 实现类的示例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
- 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
- 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。
public class Zeus implements Callable<Integer> {
public static void main(String[] args)
{
CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);
for(int i = 0;i < 100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);
if(i==20)
{
new Thread(ft,"有返回值的线程").start();
}
}
try
{
System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public Integer call() throws Exception
{
int i = 0;
for(;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
return i;
}
}创建线程的三种方式的对比
- 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创建多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还可以继承其他类。
-
使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可获得当前线程。
线程的几个主要概念
在多线程编程时，你需要了解以下几个概念：
线程同步
线程间通信
线程死锁
Java线程调度程序
Java的线程调度程序是JVM的一部分，它决定应该运行哪个线程。无法保证线程调度程序将选择运行哪个可运行线程。
一次只能有一个线程在一个进程中运行。线程调度程序主要使用抢占式或时间切片调度来调度线程。
抢占式调度与时间分片的区别文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-643826.html
在抢占式调度下，优先级最高的任务一直执行，直到它进入等待或死亡状态或更高优先级的任务出现。 在时间切片下，任务执行预定义的一段时间，然后重新进入就绪任务池。 然后，调度程序根据优先级和其他因素确定接下来应执行的任务。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-643826.html
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