Java 多线程系列Ⅰ

一、创建线程的四种方法

首先，所有的创建线程的方式都是基于Thread类来实现，每个线程都必须通过 Thread 类的构造方法创建，并实现 run() 方法来执行线程的任务。

1. 继承Thread类实现多线程

继承类Thread是支持多线程的功能类，只要创建一个子类就可以实现多线程的支持。

所有的java程序的起点是main方法，所以线程一定有自己的起点，那这个起点就是run方法；因为多线程的每个主体类之中必须重写Thread的run方法。

这个run方法没有返回值，那就说明线程一旦开始就一直执行不能返回内容。

多线程启动的唯一方法是调用Thread的start方法，如果调用的是run方法就是普通run方法的调用（调用此方法执行的是run方法体）。

总结：使用Thread类的start方法不仅仅启动多线程的执行代码，还要从不同操作系统中分配资源。

步骤：

• 1. 创建一个继承于Thread类的子类
• 1. 重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中
• 1. 创建Thread类的子类的对象
• 1. 通过此对象调用start()：start（）作用①启动当前线程 ② 调用当前线程的run()

继承Thread类（java不支持多继承）

public class ExtendsThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {System.out.println('用Thread类实现线程');}
}

1. 实现Runnable（优先使用）

Java具有单继承局限，所有的Java程序针对类的继承都应该是回避，那么线程也一样，为了解决单继承的限制，因此才有Runnable接口。

使用方法：让一个类实现Runnable接口即可，并且也需要覆写run()方法。

疑问：但是此接口只有run方法，没有start方法，怎么启动多线程呢？

不管任何情况下，如果要想启动多线程一定要依靠Thread类完成，在Thread类中有参数是Runnable参数的构造方法：Thread(Runnable target) 接收的是Runnable接口，可以创建一个参数是Runnable实现类的Thread类，调用start方法启动。

总结：实现Runnable接口来写多线程的业务类，用Thread来启动多线程。

实现 Runnable 接口（优先使用）

public class RunnableThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {System.out.println('用实现Runnable接口实现线程');}
}

1. 实现Callable接口

实现Callable接口（有返回值可抛出异常）

步骤：

1. 实现Callable接口
2. 重写里面的Call方法（注意是Call不是Run）
3. 创建Callable实现类的对象
4. 将实现类对象作为参数传递给FutureTask构造函数
5. 将FutureTask对象作为参数传递给Thread构造函数（因为FutureTask实现了Runnable接口，所以可以这么传）
6. 调用Thread类的start方法

//class CallableTask implements Callable<Integer> {
    //@Override
    //public Integer call() throws Exception { return new Random().nextInt();}
//}
@Override
    public Object call() throws Exception {
        System.out.println("CallableImpl");
        return "我是Call方法的返回值";
    }

   public static void main(String[] args) {
        CallableImpl callable=new CallableImpl();
        FutureTask<Object> futureTask=new FutureTask<>(callable);
        Thread thread=new Thread(futureTask);
       
        需要注意一件事：
        FutureTask类中的get方法获取返回值只能执行一次
        而且，如果使用了这个方法但是线程还没有运行到可以返回的那行代码，那么就会一直阻塞
        比如如果我在这里执行了如下代码：
        Object result=futureTask.get();
        那么就永远阻塞了
        当然，我更想说的是，如果你使用的是这种方法创建线程并且需要返回值的话，里面就别写死循环
        否则就是死锁在召唤
            
		thread.start();
        try {
            Object result=futureTask.get();
            System.out.println(result);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大？

• 1. call()可以返回值的。
• 1. call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息
• 1. Callable是支持泛型的

1. 线程池

创建线程池方法：

1. 通过ThreadPoolExecutor构造函数来创建（推荐）。
2. 通过 Executor 框架的工具类 Executors 来创建。

（底层都是实现run方法）

static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
    DefaultThreadFactory() {
        SecurityManager s = System.getSecurityManager();
        group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup();
        namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() +"-thread-";
    }
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread t = new Thread(group, r,namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),0);
        if (t.isDaemon()) t.setDaemon(false);  //是否守护线程
        if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY) t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); //线程优先级
        return t;
    }
}

好处：

• 1.提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
• 2.降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
• 3.便于线程管理

二、Thread类及常见方法

在Java中，Thread类是实现多线程的关键类之一。Thread 类是 JVM 用来管理线程的一个类，换句话说，每个线程都有一个唯一的 Thread 对象与之关联，即Java代码中的Thread对象和操作系统中的线程是一一对应的。 而 Thread 类的对象就是用来描述一个线程执行流的，JVM 会将这些 Thread 对象组织起来，用于线程调度，线程管理。

1、构造方法

2、其他方法

3、启动线程

run（） 和start（） 很多人容易搞混这两个方法的关系，只有调用了 start()方法，才会表现出多线程的特性，不同线程的 run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用 run()方法，那么代码还是同步执行的，必须等待一个线程的 run()方法里面的代码全部执行完毕之后，另外一个线程才可以执行其 run()方法里面的代码。

4、线程睡眠

sleep（）方法让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），提到sleep（）就得提一下它和wait（）的区别了。

• wait 方法必须在 synchronized 保护的代码中使用，而 sleep 方法并没有这个要求。
• wait 方法会主动释放锁，在同步代码中执行 sleep 方法时，并不会释放锁。
• wait 方法意味着永久等待，直到被中断或被唤醒才能恢复，不会主动恢复，sleep 方法中会定义一个时间，时间到期后会主动恢复。
• wait/notify 是 Object 类的方法，而 sleep 是 Thread 类的方法。

三、线程的状态

线程状态：创建、就绪、运行、阻塞、死亡

1. 新建状态(New) ：线程对象被创建后，就进入了新建状态。例如，Thread thread = new Thread()。
2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后，其它线程调用了该对象的start()方法，从而来启动该线程。例如，thread.start()。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行。
3. 运行状态(Running)：线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。
4. 阻塞状态(Blocked)：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种： (1)、等待阻塞:运行的线程执行wait方法，该线程会释放占用的所有资源，JVM会把该线程放入"等待池"中。进入这个状态后，是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程调用notify或notifyAll方法才能被唤醒，wait是object类的方法 (2)、同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入"锁池"中。 (3)、其他阻塞:运行的线程执行sleep或join方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep状态超时、join等待线程终止或者超时、或者l/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。sleep是Thread类的方法
5. 死亡状态(Dead)：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

图片.png