Java多線程的用法詳解

1.創建線程

  在Java中創建線程有兩種方法：使用Thread類和使用Runnable接口。在使用Runnable接口時需要建立一個Thread實例。因此，無論是通過Thread類還是Runnable接口建立線程，都必須建立Thread類或它的子類的實例。Thread構造函數：

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

方法一：繼承Thread類覆蓋run方法
代碼如下：

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);
         }
     }
 }

方法二：
代碼如下：

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);
        }
    }
}

2.線程的生命周期

  與人有生老病死一樣，線程也同樣要經歷開始（等待）、運行、掛起和停止四種不同的狀態。這四種狀態都可以通過Thread類中的方法進行控制。下面給出了Thread類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); 
• // 終止線程
• publicvoid stop( );       // 不建議使用
• publicvoid interrupt( ); 
• // 得到線程狀態
• publicboolean isAlive( ); 
• publicboolean isInterrupted( ); 
• publicstaticboolean interrupted( ); 
• // join方法
• publicvoid join( ) throws InterruptedException; 

    線程在建立後並不馬上執行run方法中的代碼，而是處於等待狀態。線程處於等待狀態時，可以通過Thread類的方法來設置線程不各種屬性，如線程的優先級（setPriority）、線程名(setName)和線程的類型（setDaemon）等。

   當調用start方法後，線程開始執行run方法中的代碼。線程進入運行狀態。可以通過Thread類的isAlive方法來判斷線程是否處於運行狀態。當線程處於運行狀態時，isAlive返回true，當isAlive返回false時，可能線程處於等待狀態，也可能處於停止狀態。下面的代碼演示了線程的創建、運行和停止三個狀態之間的切換，並輸出了相應的isAlive返回值。

   一但線程開始執行run方法，就會一直到這個run方法執行完成這個線程才退出。但在線程執行的過程中，可以通過兩個方法使線程暫時停止執行。這兩個方法是suspend和sleep。在使用suspend掛起線程後，可以通過resume方法喚醒線程。而使用sleep使線程休眠後，只能在設定的時間後使線程處於就緒狀態（在線程休眠結束後，線程不一定會馬上執行，只是進入了就緒狀態，等待著系統進行調度）。

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)。但大多數操作系統平台上的Java虛擬機都無法精確到納秒，因此，如果對sleep設置了納秒，Java虛擬機將取最接近這個值的毫秒。

2. 在使用sleep方法時必須使用throws或try{...}catch{...}。因為run方法無法使用throws，所以只能使用try{...}catch{...}。當在線程休眠的過程中，使用interrupt方法中斷線程時sleep會拋出一個InterruptedException異常。sleep方法的定義如下：

1. publicstaticvoid sleep(long millis) throws InterruptedException
2. publicstaticvoid sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

有三種方法可以使終止線程。

1.  使用退出標志，使線程正常退出，也就是當run方法完成後線程終止。

2.  使用stop方法強行終止線程（這個方法不推薦使用，因為stop和suspend、resume一樣，也可能發生不可預料的結果）。

3.  使用interrupt方法中斷線程。

1. 使用退出標志終止線程

  當run方法執行完後，線程就會退出。但有時run方法是永遠不會結束的。如在服務端程序中使用線程進行監聽客戶端請求，或是其他的需要循環處理的任務。在這種情況下，一般是將這些任務放在一個循環中，如while循環。如果想讓循環永遠運行下去，可以使用while(true){...}來處理。但要想使while循環在某一特定條件下退出，最直接的方法就是設一個boolean類型的標志，並通過設置這個標志為true或false來控制while循環是否退出。下面給出了一個利用退出標志終止線程的例子。

   join方法的功能就是使異步執行的線程變成同步執行。也就是說，當調用線程實例的start方法後，這個方法會立即返回，如果在調用start方法後後需要使用一個由這個線程計算得到的值，就必須使用join方法。如果不使用join方法，就不能保證當執行到start方法後面的某條語句時，這個線程一定會執行完。而使用join方法後，直到這個線程退出，程序才會往下執行。下面的代碼演示了join的用法。

 3.多線程安全問題

  問題原因：當多條語句在操作同一個線程共享數據時，一個線程對多條語句只執行了一部分，還沒執行完，另一個線程參與進來執行，導致共享數據的錯誤。

  解決辦法：對多條操作共享數據的語句，只能讓一個線程都執行完，在執行過程中，其他線程不執行。

同步代碼塊：
代碼如下：

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()+"---賣出"+ticket--);
            }

        }
    }
}

同步函數
代碼如下：

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()+"賣出了"+ticket--);

    }
    public void run(){
        while(true){
            saleTicket();
        }
    }
}

同步函數鎖是this 靜態同步函數鎖是class

線程間的通信
代碼如下：

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("張三", "男");
                    }else{
                        p.set("lili", "nv");
                    }

                    x=(x+1)%2;
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){
                    p.get();
                }
            }
        }).start();
    }

}
/*
張三....男
張三....男
lili....nv
lili....男
張三....nv
lili....男
*/

修改上面代碼
代碼如下：

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("張三", "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
 張三....男
 張三....男
 張三....男
 張三....男
 */

等待喚醒機制
代碼如下：

/*
 *線程等待喚醒機制
 *等待和喚醒必須是同一把鎖
 */
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("張三", "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();
    }

}

生產消費機制一
代碼如下：

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+"編號："+num++;
                System.out.println("生產了...."+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("消費了******"+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();
    }

}

生產消費機制2
代碼如下：

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+"編號："+num++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生產了...."+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()+"消費了******"+name);
                flags =false;
                notifyAll();
            }

        }
        final Goods g =new Goods();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){

                    g.produce("商品");

                }
            }
        },"生產者一號").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){

                    g.produce("商品");

                }
            }
        },"生產者二號").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){

                    g.consume();

                }
            }
        },"消費者一號").start();
        new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                while(true){

                    g.consume();

                }
            }
        },"消費者二號").start();
    }

}
/*
消費者二號消費了******商品編號：48049
生產者一號生產了....商品編號：48050
消費者一號消費了******商品編號：48050
生產者一號生產了....商品編號：48051
消費者二號消費了******商品編號：48051
生產者二號生產了....商品編號：48052
消費者二號消費了******商品編號：48052
生產者一號生產了....商品編號：48053
消費者一號消費了******商品編號：48053
生產者一號生產了....商品編號：48054
消費者二號消費了******商品編號：48054
生產者二號生產了....商品編號：48055
消費者二號消費了******商品編號：48055
*/