1、作用：使java應(yīng)用程序同時完成多項任務(wù)，當(dāng)其一個線程被阻塞時，只有那個被阻塞的線程暫停，所有其他線程繼續(xù)執(zhí)行。
2、概念：一個java程序可以包含多個線程，每個線程具有部分程序功能，能與其他線程同時執(zhí)行，這種能力稱為多線程。
3、線程只是在系統(tǒng)層被實現(xiàn)，核心編程語言需要一個特定的編程接口來實現(xiàn)。在java中，創(chuàng)建線程的方法有兩種，其一是繼承Thread類，其二是實現(xiàn)Runnable接口。
繼承Thread類實例：
class MyThread extends Thread
{
int count=1,num;static int COUNT=1;
MyThread(int num)
{
this.num=num;
System.out.println("創(chuàng)建線程"+num);
}
public void run()
{
while(true)
{
System.out.println("線程"+num+"統(tǒng)計:"+count+";總統(tǒng)計:"+(COUNT++));
if((++count)>6)
return;
}
}
}
public class Test
{
public static void main(String args[])
{
for(int i=0;i<5;i++)
new MyThread(i).start();
}
}
實現(xiàn)Runnable接口實例：
class MyThread implements Runnable
{
int count=1,num;static int COUNT=1;
MyThread(int num)
{
this.num=num;
System.out.println("創(chuàng)建線程"+num);
}
public void run() //覆蓋run()方法
{
while(true)
{
System.out.println("線程"+num+"統(tǒng)計:"+count+";總統(tǒng)計:"+(COUNT++));
if((++count)>6)
return;
}
}
}
public class Test
{
public static void main(String args[])
{
//構(gòu)造線程過程：Runnable target=new MyThread();
// 構(gòu)造線程過程續(xù)：Thread myThread=new Thread(taget);
for(int i=0;i<5;i++)
new Thread(new MyThread(i)).start();//Thread的構(gòu)造函數(shù)實現(xiàn)之
}
}
兩種創(chuàng)建線程試方式的比較：
§實現(xiàn)Runnable的優(yōu)點：java的單一繼承機(jī)制，使用戶只能采用實現(xiàn)Runnable方法。
§繼承Thread的優(yōu)點：當(dāng)一個run()方法體現(xiàn)在繼承Thread類的類中，用this指向?qū)嶋H控制運行的Thread實例，不需要如下控制：T hread.currentThread().jion(),而可以簡單地寫為：jion()。
§使用 Runnable 接口來實現(xiàn)多線程使得我們能夠在一個類中包容所有的代碼，有利于封裝，它的缺點在于，我們只能使用一套代碼，若想創(chuàng)建多個線程并使各個線程執(zhí)行不同的代碼，則仍必須額外創(chuàng)建類，如果這樣的話，在大多數(shù)情況下也許還不如直接用多個類分別繼承 Thread 來得緊湊。
4、線程生命周期基本狀態(tài)圖：
一個Thread對象在它的生命周期中會處于以下幾種狀態(tài)：
§新建狀態(tài)（New Thread）：線程已創(chuàng)建、實例化完畢，還未執(zhí)行方法體run()以啟動該線程。
§就緒狀態(tài)／可運行狀態(tài)（Runnable）：已調(diào)用start方法，為該線程完成登記工作和分配資源工作。可以用isAlive()方法識別一個線程是否處于runnable狀態(tài)，若是返回true，否則返回false。
§運行狀態(tài)（Running）：線程調(diào)度器為其分配了ＣＰＵ時間，處于運行狀態(tài)。
§阻塞／掛起狀態(tài)（Wait/Block）：等待某個事件發(fā)生，一旦發(fā)生就離開該狀態(tài)，進(jìn)入Runnable狀態(tài)。通常在調(diào)用sleep或wait方法進(jìn)入該狀態(tài)，Ｉ／Ｏ阻塞時也可進(jìn)入該狀態(tài)，或發(fā)生在多線程同步訪問時，線程試圖鎖住已被另一個線程鎖住的對象。
§終止?fàn)顟B(tài)（Ｄead）：run方法執(zhí)行完畢，或非預(yù)期的異常發(fā)生導(dǎo)致run方法終止，使線程死亡，此時不可重新啟動，與普通對象沒有區(qū)別。
5、一個多線程的實例：
class NewThread implements Runnable
{
String name;
Thread t;
NewThread(String name)
{
this.name=name;
t=new Thread(this,name);
System.out.println("New thread:"+t);
t.start();
}
public void run()
{
try
{
for(int i=3;i>0;i--)
Thread.sleep(1000);//使一個線程暫停執(zhí)行一段時間
}
catch (InterruptedException e)
{
System.out.println(name+"Interrupted");
}
System.out.println(name+" exting.");
}
}
public class Test
{
public static void main(String args[])
{
NewThread nt1=new NewThread("First");
NewThread nt2=new NewThread("Second");
NewThread nt3=new NewThread("Third");
//isAlive()方法用來測試其調(diào)用的線程是否仍在運行
System.out.println("IsAlive(First):"+nt1.t.isAlive());
System.out.println("IsAlive(Second):"+nt2.t.isAlive());
System.out.println("IsAlive(Third):"+nt3.t.isAlive());
try
{
System.out.println("Waiting for threads to finish.");
//等待調(diào)用jion()的線程直到結(jié)束語
nt1.t.join();
nt2.t.join();
nt3.t.join();
}
catch (InterruptedException e)
{
System.out.println("Main thread Interrupted");
}
//isAlive()方法用來測試其調(diào)用的線程是否仍在運行
System.out.println("IsAlive(First):"+nt1.t.isAlive());
System.out.println("IsAlive(Second):"+nt2.t.isAlive());
System.out.println("IsAlive(Third):"+nt3.t.isAlive());
System.out.println("Main thread exiting.");
}
}
運行結(jié)果：
本例子實現(xiàn)了主線程最后結(jié)束，方法是子線程調(diào)用join()方法，讓主線程等待其結(jié)束。
６、一個故事及和這個故事有關(guān)的線程問題：
故事：一男仙一女妖，偶然邂逅，真情相生，從此纏綿一處，不誤正業(yè)。仙的上司聽說后，非常惱火，上告玉帝，玉帝授權(quán)給他，讓他懲治這一對仙妖冤家。他一直在想如何懲治時，一日到牢中發(fā)現(xiàn)，女妖正用勺子喂男仙，監(jiān)獄的飯菜很差，但這一對其樂融融。他冷然一笑，走出牢房，對技術(shù)員說：“你給我編寫一個程序，置入他們腦子里面，讓一個永遠(yuǎn)不停地喂，一個永遠(yuǎn)不停地吃。”技術(shù)員眨了一會眼睛，“這個有兩個問題，一是喂完了一勺子后，要停下來去取，這要男仙去等；在男仙嘴中塞滿沒有咽到肚里時，舉起勺子的女妖要等，所以……”“這是你的事，你自己看著辦。”技術(shù)員眨了一下眼睛退下，回到辦公室，偶一思索，打開電腦，寫出如下程序：
class Food
{
int n;
//標(biāo)志,為false不允許咬,為true允許咬
boolean blnValue=false;
synchronized int get()
{
try
{//如果沒有食物，男仙等待
wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
System.out.println("InterruptedException caught");
}
//開吃，同時告訴女妖要盛飯了
System.out.println("Got:"+n);
blnValue=false;
notify();
return n;
}
synchronized void put(int n)
{
if(blnValue)
try
{//如果還沒吃完，女妖等待
wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
System.out.println("InterruptedException caught");
}
//去取食物，同時告訴男仙
this.n=n;
blnValue=true;
System.out.println("Put: "+n);
notify();
}
}
class Immortal implements Runnable
{
Food f;
Immortal(Food f)
{
this.f=f;
new Thread(this,"Immortal").start();
}
public void run()
{
while(true)
{
f.get();
}
}
}
class Goblin implements Runnable
{
Food f;
Goblin(Food f)
{
this.f=f;
new Thread(this,"Goblin").start();
}
public void run()
{
int i=1;
while(true)
{
f.put(i++);
}
}
}
class Test
{
public static void main(String args[])
{
Food f=new Food();
new Immortal(f);
new Goblin(f);
System.out.println("問世間情為何物，叫人喂而不倦，吃而不倦:");
}
}
技術(shù)員拿著程序去見上司，上司讓它運行一遍，他運行之。上司點了點頭，從抽屜里拿出一疊鈔票，遞給他說：“這是你的特別獎金，但是我要告訴你這不是因你的程序而發(fā)——這個程序我似曾相識啊，是因為你的這句：‘問世間情為何物，叫人喂而不倦，吃而不倦。’真是妙極了，是一種無恥的幸災(zāi)樂禍者，最想吟上８００遍的啊。真希望，他們你喂我吃時，圍著一圈人高唱這句啊。”“你說，這段程序你似曾相識？”“是啊，我也在學(xué)ＪＡＶＡ啊，挺好玩的嘛，線程我剛學(xué)了沒多久。”
出了上司的辦公室，技術(shù)員的衣服都濕了一片，回去后想了很久，第二天辭了職。當(dāng)別人問及原因，他說：“偶在這壓力太大，已經(jīng)無法承受。”在一片惋惜中他離開了仙界，終于一次在酒后他說：“唉，我的那個上司沒有人性啊，我怕。”“去，瞧你說，仙哪有人性，仙有仙品。”“那他是沒有仙品了，反正是一種該有的東西他沒有。”
7、百獸之王大宴賓客及線程優(yōu)先級問題
百獸之王，偶逢佳運，得一至寶，欣喜若狂，于是大宴賓客，以示慶賀。設(shè)宴當(dāng)日，高朋滿座，良友如云，大家舉杯相碰，其聲清脆。百獸之王聽之，捻須而笑。忽然一迎賓者慌張跑來，“報告大王，不好了，一群黑壓壓的飛蟲正往這邊飛來。”“今日來者均為客，奏樂歡迎。”“來得太多了，怕我把全部的食物拿出來，也不夠招待他們的。”“奶奶個熊的，真是傳說中的乞丐飛團(tuán)，待我察看一下。”
百獸之王來到門外，搭眼一瞧，顏有所失，轉(zhuǎn)首對狐貍說：“這個事情你去處理。”“是，大王。”狐貍答應(yīng)之后，眼睛咕嚕一轉(zhuǎn)，計上心來，拿出手機(jī)來。
“喂，老兄，最近忙什么呢？”
“鼓搗JAVA啊。”
“功力有大增吧？”
“還好了，嘛事啊？”
“我有個問題，想請你幫個忙？”
“老朋友了，好說，不過，我有很長時間沒有喝過酒了。”
“哈哈，放心吧，今天我們大王大宴賓客，款待貴賓的十瓶酒有你一瓶。”
“兩瓶吧。”
“你TMD的真厲害，好吧，但你可得保證我們大王滿意。”
“皆大歡喜，說吧，什么事？”狐貍便把大王給他的任務(wù)，添上自己的考慮說了一遍。很快，他的朋友，用java寫出了一個程序，在大門的內(nèi)嵌電腦上運行之。狐貍便對著那群飛蟲說：“蜜蜂們，蝴蝶們，你們好，歡迎你們來做客。今天人這么多，這么熱鬧，我們不如做個游戲。就是，當(dāng)我喊開始的時候，你們就從這個大門往里飛，一段時間，大門會自動關(guān)閉。然后，在大門里的，我們招待，在大門外的請便。”
隨著狐貍的一聲開始，蜜蜂們，蝴蝶們就匆匆往里飛。大門關(guān)上之后，根據(jù)統(tǒng)計的蜜蜂、蝴蝶數(shù)量，擺桌開宴。
宴畢，皆大歡喜，狐貍的朋友也得到兩瓶好酒。我聞聽此事，去訪狐貍的這位朋友，想看一下他的那個程序。他看了我一會，在鍵盤上調(diào)了一通，寫了一些代碼，要了我的U盤，保存到上面，遞給我說：“回去，好好看看這個。”
回來后，我打開那個程序段，原來是有關(guān)線程優(yōu)先級問題的一個小程序：
class Animal implements Runnable
{
int count=0;
Thread t;
private volatile boolean running=true;
public Animal(int p)
{
t=new Thread(this);
t.setPriority(p);
}
public void run()
{
while(running)
{
count++;
}
}
public void stop()
{
running=false;
}
public void start()
{
t.start();
}
}
public class Test
{
public static void main(String args[])
{
Thread.currentThread().setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
Animal bee=new Animal(Thread.NORM_PRIORITY+2);
Animal butterfly=new Animal(4);
bee.start();
butterfly.start();
try
{
Thread.sleep(50000);
}
catch (InterruptedException e)
{
System.out.println("Main thread interrupted.");
}
bee.stop();
butterfly.stop();
try
{
bee.t.join();
butterfly.t.join();
}
catch (InterruptedException e)
{
System.out.println("InterruptedException caught");
}
System.out.println("關(guān)門>>>>>>");
System.out.println("飛來蜜蜂"+bee.count+"只.");
System.out.println("飛來蝴蝶"+butterfly.count+"只.");
}
}
8、線程同步和死鎖
當(dāng)兩個或更多線程需要訪問同一個共享資源時，須用某種方式來確保資源某一時刻只被一個線程使用，達(dá)到這個目的方式稱之為同步。java中引入了互斥鎖的概念，每個對象都對應(yīng)于一個可稱為“互斥鎖”的標(biāo)記，這個標(biāo)記保證在任一時刻，只能有一個訪問該對象。關(guān)鍵字synchronized用來與對象的互斥鎖聯(lián)系，實現(xiàn)同步。凡有帶有synchronized關(guān)鍵字的方法或者代碼段，系統(tǒng)運行時只會為之分配一個線程。
實例：
class TThread extends Thread
{
private int sum=0;
String str=new String("");
public void run()
{
while(true)
{
synchronized(str)
{
if(sum<=10)
{
try
{
Thread.sleep(10);
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"now sum is:"+sum++);
}
}
}
}
}
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
TThread t=new TThread();
Thread t1=new Thread(t);
Thread t2=new Thread(t);
Thread t3=new Thread(t);
Thread t4=new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
注意： java語言中提供了wait()和notify()兩個方法，這兩個方法不能被重載，并且只能在同步方法中被調(diào)用。如果程序中有多個線程競爭多個資源，可能發(fā)生死鎖。當(dāng)一個線程等待由另一個線程持有的鎖，而后者正在等待已被第一個線程持有的鎖時，就會發(fā)生死鎖。Java技術(shù)不檢測也不試圖避免這種情況，因而保證不發(fā)生死鎖是程序員的責(zé)任。一個通用的法則：決定獲取鎖的次序并始終遵照這個次序，按照與獲取相反的次序釋放鎖。