【Java】多线程总结

【Java】多线程总结

文章目录

​​Java多线程​​

​​一、线程概述​​

​​1.1 进程​​​​1.2 线程​​

​​二、线程的创建​​

​​2.1 Thread类实现多线程​​​​2.2 Runnable接口实现多线程​​​​2.3 Callable接口实现多线程​​​​2.4 实现多线程的三种方式的对比​​

​​注意​​

​​三、后台线程​​​​四、线程的生命周期及其状态转变​​

​​NEW(新建状态)​​​​RUNNABLE(可运行状态)​​​​BKLOCKED(阻塞状态)​​​​WAITING(等待状态)​​​​TIMED_WAITING(定时等待状态)​​​​TERMINATED(终止状态)​​

​​五、线程的调度​​

​​5.1 线程的优先级​​​​5.2 线程休眠​​​​5.3 线程让步​​​​5.4 线程插队​​

​​六、多线程同步​​

​​6.1 线程安全​​​​6.2 同步代码块​​​​6.3 同步方法​​​​6.4 同步锁​​​​6.5 死锁​​

​​七、多线程通信​​​​八、线程池​​

​​8.1 Executor接口实现线程池管理​​​​8.2 CompletableFuture类实现线程池管理​​

Java多线程

在之前学习 的过程中，我们使用的都是单线程，程序都是从main方法入口开始执行到程序结束，整个过程只能顺序执行，如果程序在某个过程出现问题，那么整个程序就会崩溃，所以单线程在一定程度上是具有脆弱性和局限性。单线程就好比是我们中午去吃饭的时候，只提供了一个打饭窗口给你，然后全校学生排队排到宿舍门口，绝对让你怀疑人生。那你可以感受到效率是极其低下的。但是多给你几个打饭窗口，分摊一下刚刚主道上的学生，这样一来同样都是实现打饭，但是效率会快很多，这就是多线程的概念。所谓多线程，就是指一个应用程序中有很多条并发执行的线索，每一个线索就成为是一个线程，他们会交替执行，彼此之间也可以进行通信。

一、线程概述

1.1 进程

了解线程之前，我们首先要理清进程的概念。搜了一下，网上给出了很专业的描述，but~ 看不懂！！！

简单来说在一个操作系统中，每个独立执行的程序都可以被称为一个进程，也就是指“正在运行的程序”，例如同时运行QQ、网易云、360安全卫士等。 在多任务操作系统中（能同时执行多个应用程序），可以查看当前系统中所有的进程，例如本人使用的是Win10，可以在资源管理器中来查看：

在这里补充一下，在我们的多任务操作系统中，表面上看是支持进程并发执行的，例如可以一边收听网易云音乐，一边可以打开4399小游戏畅游，但是实际上这些进程并不是在同一时刻运行的。在计算机上，所有的应用程序都是由CPU执行的，对于一个CPU来说，在某一个时间点只能够运行一个程序，也就是说只能够执行一个进程。出现上述现象的原因是，我们的操作系统会为每一个进程分配一段有限的CPU使用时间，CPU在这段时间里可以执行某一个进程，然后会在下一段时间里切换到另一个进程中执行。由于CPU运行的速度很快，所以在很短的时间内能够切换到很多不同的进程运行，于是就出现了，我们一边…一边…

​​返回顶部​​

1.2 线程

​​返回顶部​​

二、线程的创建

java中实现多线程的三种方式：         继承Thread类，重写run()方法         实现Runable接口，重写run()方法         实现Callable接口，重写call()方法

2.1 Thread类实现多线程

Thread类是java.lang包下的一个线程类，用来实现java多线程。通过继承Thread类的方式来实现多线程的主要步骤：         1.创建一个Thread线程类的子类（子线程），同时重写Thread类的run()方法         2.创建该子类的实例对象，并通过调用start()方法启动线程

package createThread;// 1.定义一个继承Thread线程的子类class newThread extends Thread{ //创建子线程类有参构造方法 public newThread(String name){ super(name); } // 重写Thread类的run()方法 public void run(){ int i = 0; while(i++<5){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"的run()方法在运行"); } }}public class myThread { public static void main(String[] args) { // 2.创建子类的实例对象 newThread thread1 = new newThread("thread1"); // 3.调用start()方法启动线程 thread1.start(); // 创建并启动另一个线程 newThread thread2 = new newThread("thread2"); thread2.start(); }}

首先定义了一个继承Thread线程的子类，并且重写了Thread类的run()方法，其中currentThread()方法用于获取当前进程的对象，getName()用于获取进程的名称。然后通过main方法入口创建了两个进程实例，并制定进程名称thread1、thread2，最后调用对应实例的start()方法启动线程。通过运行可以看出两个线程都交替执行了run()方法，并不像单线程一样按照程序顺序依次执行。

​​返回顶部​​

2.2 Runnable接口实现多线程

在使用继承Thread类来实现多线程可以执行，但是由于java继承的特性—一个类只能继承一个父类（单继承），所以当一个类在已经继承了某个父类的情况下，就不能够在通过继承Theard类来实现多线程，此时可以考虑通过实现Runnable接口的方式来实现多线程。

使用Runable接口实现多线程的步骤：         1.创建一个Runnable接口的实现类，并且重写接口的run()方法         2.创建Runnable接口实现类的对象         3.使用Thread有参构造方法来创建线程实例，并将Runnable实现类的实例作为参数传入         4.调用线程实例的start()方法启动线程

package createThread;class runnableTest implements Runnable{ @Override public void run() { int i = 0; while (i++<5){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"的run()方法正在执行！"); } }}public class runnableThread { public static void main(String[] args) { // 创建runnableTest的实例对象 runnableTest runnable = new runnableTest(); // 使用Thread的构造方法创建线程对象 Thread thread1 = new Thread(runnable,"thread1"); // 调用start方法 thread1.start(); // 创建另一个线程 Thread thread2 = new Thread(runnable,"thread2"); thread2.start(); }}

注意：Runnable接口中只有一个抽象的run()方法，属于函数式接口，可以直接使用Lamba表达式的方式显示，后面的callable接口也是一样。

​​返回顶部​​

2.3 Callable接口实现多线程

通过Thread类和Runnable接口实现多线程时都需要重写run()方法，但是由于该方法并没有返回值，因此无法从多个线程中获取返回结果。为了解决这个问题，从JDK1.5开始新添加了一个Callable接口，来满足既能创建多线程又可以有返回指的需求。

通过Callable接口实现多线程的方式与Ruannable接口相似，不过这里传入到Thread构造方法中的参数是Runnable接口的子类FutureTask对象，FutureTask对象中封装有带有返回值的Callable接口的实现类。基本步骤：         1.创建一个Callable接口的实现类，并且重写Callable接口中的抽象方法call()         2.创建Callable接口的实现类对象         3.通过FutureTask线程结果处理类的有参构造方法来封装Callable接口实现类对象         4.使用参数为FutureTask类对象的Thread有参构造方法创建Thread线程实例         5.调用线程实例的start()方法启动线程

package createThread;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.FutureTask;class callableTest implements Callable{ @Override public Object call() throws Exception { int i = 0; while (i++<5){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"的call()方法被执行了！"); } return i; }}public class callableThread { public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { // 创建Callable接口实现类的实例对象 callableTest callable = new callableTest(); // 使用FutureTask封装接口实现类的实例对象 FutureTask