線程的基本瞭解

来源:https://www.cnblogs.com/wjys/archive/2018/08/20/9508633.html
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1、線程的實現方式 線程有兩種實現方式，分別為繼承Thread、實現Runnable介面。差異性：實現方式避免了類的繼承單一性，且對於多個線程同時訪問同一個資源時更便捷。 （1）繼承Thread class TestThread extends Thread { @Override public v ...


1、線程的實現方式

線程有兩種實現方式，分別為繼承Thread、實現Runnable介面。差異性：實現方式避免了類的繼承單一性，且對於多個線程同時訪問同一個資源時更便捷。

（1）繼承Thread

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

public class TestThreadMethod {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th1 = new TestThread();
        th1.setName("testThread");
        th1.start();
    }
}
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（2）實現Runnable介面

class TestRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=1; i <= 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
        }
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        TestRunnable tr = new TestRunnable();
        Thread th1 = new Thread(tr, "th1");
        Thread th2 = new Thread(tr, "th2");
        th1.start();
        th2.start();
    }
}
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（3）線程的生命周期

2、線程的常用方法

start()：線程的開啟。同一個線程在結束時只能開啟一次，否則報錯。

setName()：設置當前線程的名稱。

getName()：獲取當前線程的名稱。

currentThread()：獲取當前線程的對象。

priority()：線程的級別。靜態值有，0/5(預設)/10。值越高，代表爭奪CPU的使用權的幾率越大，但不是絕對。

yield()：線程讓步。當前線程A調用yield()方法時，釋放CPU的使用權，重新與其他線程B爭奪CPU的使用權。

join()：線程加入。在A線程中，調用B線程的join方法時，A線程的程式等待B線程的程式執行完才能繼續執行A線程。

sleep()：線程睡眠。當線程執行該方法時，進入設置的睡眠時間後繼續執行程式。

isAlive()：線程是否在活動，返回值為boolean。

wait()：線程等待。必須在同步方法中使用。

notify()/notifyAll()：線程喚醒，與wait()結合使用，用於線程通信。

註意：（1）線程在同步時，wait()會釋放鎖，而join()與sleep()方法不會釋放鎖。

　　　（2）wait()、notify()、notifyAll()嚴格來說不算線程中的方法，這三個方法是定義在Object對象中。

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

public class TestThreadMethod {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th1 = new TestThread();
        th1.setName("testThread");
        th1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        th1.start();
        
        Thread.currentThread().setName("=======mainThread");
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            if (i % 10 == 0) {
                Thread.yield();
            }
            if (i == 20) {
                try {
                    th1.join();
                    System.out.println(th1.isAlive());
                    th1.start();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}
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3、線程的同步

線程的同步分為兩種：同步代碼塊和同步方法塊。

class TestThread extends Thread {
    static int ticket = 100;
    static Object obj = new Object();
    
    @Override
    public void run() {
        /*1、同步代碼塊時，只能同步需要的代碼塊，其餘無關代碼塊不行，會影響同步；
         * 2、同步監視器用this，代表當前對象，此時繼承方式，對象是多個，所以無法同步；
         * 此兩種情況出現重覆輸出情況，如下的this情況
         */
        /*synchronized (this) {
            while(true) {
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODaO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if (ticket <= 0) {
                        break;
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "視窗:" +ticket--);
                }
            }*/
            while(true) {
                synchronized (obj) {//obj充當鎖時必須是靜態的，否則多個對象代表的鎖是各自的。
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if (ticket <= 0) {
                        break;
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "視窗:" +ticket--);
                }
            }
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th1 = new TestThread();
        TestThread th2 = new TestThread();
        th1.setName("th1");
        th2.setName("th2");
        th1.start();
        th2.start();
    }
}
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class TestThread implements Runnable {
    int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            importNum();
        }
    }
    /**
     * 同步方法塊時，同步鎖為當前對象.所以方法的類必須是同一個對象
     */
    private synchronized void importNum() {
        if (ticket <= 0) {
            return;
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "視窗:" + ticket--);
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread th = new TestThread();
        Thread th1 = new Thread(th, "th1");
        Thread th2 = new Thread(th, "th2");
        
        th1.start();
        th2.start();
    }
}
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註：同步在Thread與Runnable兩種方式的實現中有很大的區別，詳見上例。

拓展示例：

class SingleTon {
    private SingleTon() {
        
    }
    public static SingleTon instance = null;
    
    public static SingleTon getSingleTon() {
        /**
         *     原程式直接判斷，創建實例，返回。在多線程中，存線上程安全問題，會創建多個SingleTon;
         * 開發中為避免這情況發生，採用下麵同步的實現方式。
         */
        /**
            if (instance == null) {
                instance = new SingleTon();
            }
            return instance;
        */
        if (instance == null) {//提高同步效率，後面訪問方法的對象，無需再次等待
            synchronized(SingleTon.class) {//採用類本身的對象來充當鎖
                if (instance == null) {
                    instance = new SingleTon();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        
        SingleTon st1 = SingleTon.getSingleTon();
        SingleTon st2 = SingleTon.getSingleTon();
    }
}
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4、線程的死鎖

死鎖：當兩個線程同時需要對方手中的鎖時，各自都在等對方放棄手中的鎖，而使程式無限期的等待下去，稱為死鎖。

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        
        StringBuffer sb1 = new StringBuffer();
        StringBuffer sb2 = new StringBuffer();
        
        new Thread(){
            public void run() {
                
                synchronized(sb1) {
                    sb1.append("A");
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized(sb2) {
                        sb2.append("B");
                        System.out.println("sb1:" + sb1.toString());
                        System.out.println("sb2:" + sb2.toString());
                    }
                }
                
            };
        }.start();
        
        new Thread(){
            public void run() {
                synchronized(sb2) {
                    sb2.append("C");
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized(sb1) {
                        sb1.append("D");
                        System.out.println("sb1:" + sb1.toString());
                        System.out.println("sb2:" + sb2.toString());
                    }
                }
            };
        }.start();
    }
}
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上述例子中，第一個線程執行第一個同步塊代碼後，進行睡眠，握住sb1的鎖；此時第二個線程可能已經開啟運行，獲取sb2的鎖，進行同步代碼塊方法，進行睡眠。之後第一個線程睡眠時間過後要進行第二個同步代碼塊的執行，這時sb2的鎖握在了第二個線程，而第二個線程在醒來後要獲取第二塊同步方法的鎖時，這時的鎖在第一個線程中。兩個線程同時在等待對方釋放手中的鎖，導致了死鎖的出現。

5、線程的通信

/**
 * 生產者 --> 店員(數量最多存放20) --> 消費者
 *
 */

class Clerk {
    int num;
    public synchronized void addProduct() {
        if (num >= 20) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        notifyAll();
        num++;
        
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num);
    }
    public synchronized void consume() {
        if (num == 0) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        notifyAll();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num);
        num--;
    }
}

class Customer implements Runnable {
    Clerk clerk;
    
    public Customer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    
    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.currentThread().sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.consume();
        }
    }
}

class Producer implements Runnable {
    Clerk clerk;
    
    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }
    
    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.currentThread().sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.addProduct();
        }
    }
}

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        Customer c1 = new Customer(clerk);
        Producer p1 = new Producer(clerk);
        Thread th2 = new Thread(p1, "生產者");
        Thread th1 = new Thread(c1, "消費者");
        th2.start();
        th1.start();
    }
}
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