多線程
一些基本概念
進程和線程
- 進程：
正在運行的程序，是系統(tǒng)進行資源分配和調用的獨立單位。
每一個進程都有它自己的內存空間和系統(tǒng)資源。 - 線程：
是進程中的單個順序控制流，是一條執(zhí)行路徑
一個進程如果只有一條執(zhí)行路徑，則稱為單線程程序。
一個進程如果有多條執(zhí)行路徑，則稱為多線程程序。
并行與并發(fā)
前者是邏輯上同時發(fā)生，指在某一個時間內同時運行多個程序。
后者是物理上同時發(fā)生，指在某一個時間點同時運行多個程序。
線程的生命周期及五種基本狀態(tài)
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新建狀態(tài)（New）：當線程對象對創(chuàng)建后，即進入了新建狀態(tài)，如：Thread t = new MyThread();
就緒狀態(tài)（Runnable）：當調用線程對象的start()方法（t.start();），線程即進入就緒狀態(tài)。處于就緒狀態(tài)的線程，只是說明此線程已經(jīng)做好了準備，隨時等待CPU調度執(zhí)行，并不是說執(zhí)行了t.start()此線程立即就會執(zhí)行；
運行狀態(tài)（Running）：當CPU開始調度處于就緒狀態(tài)的線程時，此時線程才得以真正執(zhí)行，即進入到運行狀態(tài)。注：就 緒狀態(tài)是進入到運行狀態(tài)的唯一入口，也就是說，線程要想進入運行狀態(tài)執(zhí)行，首先必須處于就緒狀態(tài)中；
阻塞狀態(tài)（Blocked）：處于運行狀態(tài)中的線程由于某種原因，暫時放棄對CPU的使用權，停止執(zhí)行，此時進入阻塞狀態(tài)，直到其進入到就緒狀態(tài)，才 有機會再次被CPU調用以進入到運行狀態(tài)。根據(jù)阻塞產生的原因不同，阻塞狀態(tài)又可以分為三種：
1.等待阻塞：運行狀態(tài)中的線程執(zhí)行wait()方法，使本線程進入到等待阻塞狀態(tài)；
2.同步阻塞 -- 線程在獲取synchronized同步鎖失敗(因為鎖被其它線程所占用)，它會進入同步阻塞狀態(tài)；
3.其他阻塞 -- 通過調用線程的sleep()或join()或發(fā)出了I/O請求時，線程會進入到阻塞狀態(tài)。當sleep()狀態(tài)超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉入就緒狀態(tài)。
死亡狀態(tài)（Dead）：線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命周期。
實現(xiàn)多線程的三種方式
不能對同一線程對象兩次調用start()方法。
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繼承Thread類，重寫該類的run()方法。
class MyThread extends Thread { private int i = 0; @Override public void run() { for (i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } } class MyThread extends Thread { private int i = 0; @Override public void run() { for (i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } }
繼承Thread類，通過重寫run()方法定義了一個新的線程類MyThread，其中run()方法的方法體代表了線程需要完成的任務，稱之為線程執(zhí)行體。當創(chuàng)建此線程類對象時一個新的線程得以創(chuàng)建，并進入到線程新建狀態(tài)。通過調用線程對象引用的start()方法，使得該線程進入到就緒狀態(tài)，此時此線程并不一定會馬上得以執(zhí)行，這取決于CPU調度時機。
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實現(xiàn)Runnable接口，并重寫該接口的run()方法，該run()方法同樣是線程執(zhí)行體，創(chuàng)建Runnable實現(xiàn)類的實例，并以此實例作為Thread類的target來創(chuàng)建Thread對象，該Thread對象才是真正的線程對象
class MyRunnable implements Runnable { private int i = 0; @Override public void run() { for (i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } } public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 創(chuàng)建一個Runnable實現(xiàn)類的對象 Thread thread1 = new Thread(myRunnable); // 將myRunnable作為Thread target創(chuàng)建新的線程 Thread thread2 = new Thread(myRunnable); thread1.start(); // 調用start()方法使得線程進入就緒狀態(tài) thread2.start(); } } //------------------------------------------- public class test { public static void main(String[] args) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { } }).start(); } }Thread和Runnable之間到底是什么關系呢？
public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); if (i == 30) { Runnable myRunnable = new MyRunnable(); Thread thread = new MyThread(myRunnable); thread.start(); } } } } class MyRunnable implements Runnable { private int i = 0; @Override public void run() { System.out.println("in MyRunnable run"); for (i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } } class MyThread extends Thread { private int i = 0; public MyThread(Runnable runnable){ super(runnable); } @Override public void run() { System.out.println("in MyThread run"); for (i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } }同樣的，與實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程方式相似，不同的地方在于
Thread thread = new MyThread(myRunnable);
那么這種方式可以順利創(chuàng)建出一個新的線程么？答案是肯定的。至于此時的線程執(zhí)行體到底是MyRunnable接口中的run()方法還是MyThread類中的run()方法呢？通過輸出我們知道線程執(zhí)行體是MyThread類中的run()方法。其實原因很簡單，因為Thread類本身也是實現(xiàn)了Runnable接口，而run()方法最先是在Runnable接口中定義的方法。
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
我們看一下Thread類中對Runnable接口中run()方法的實現(xiàn)：
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
也就是說，當執(zhí)行到Thread類中的run()方法時，會首先判斷target是否存在，存在則執(zhí)行target中的run()方法，也就是實現(xiàn)了Runnable接口并重寫了run()方法的類中的run()方法。但是上述給到的列子中，由于多態(tài)的存在，根本就沒有執(zhí)行到Thread類中的run()方法，而是直接先執(zhí)行了運行時類型即MyThread類中的run()方法。
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使用Callable和Future接口創(chuàng)建線程。具體是創(chuàng)建Callable接口的實現(xiàn)類，并實現(xiàn)clall()方法。并使用FutureTask類來包裝Callable實現(xiàn)類的對象，且以此FutureTask對象作為Thread對象的target來創(chuàng)建線程。
public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Callable<Integer> myCallable = new MyCallable(); // 創(chuàng)建MyCallable對象 FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask來包裝MyCallable對象 for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); if (i == 30) { Thread thread = new Thread(ft); //FutureTask對象作為Thread對象的target創(chuàng)建新的線程 thread.start(); //線程進入到就緒狀態(tài) } } System.out.println("主線程for循環(huán)執(zhí)行完畢.."); try { int sum = ft.get(); //取得新創(chuàng)建的新線程中的call()方法返回的結果 System.out.println("sum = " + sum); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } } class MyCallable implements Callable<Integer> { private int i = 0; // 與run()方法不同的是，call()方法具有返回值 @Override public Integer call() { int sum = 0; for (; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); sum += i; } return sum; } }首先，我們發(fā)現(xiàn)，在實現(xiàn)Callable接口中，此時不再是run()方法了，而是call()方法，此call()方法作為線程執(zhí)行體，同時還具有返回值！在創(chuàng)建新的線程時，是通過FutureTask來包裝MyCallable對象，同時作為了Thread對象的target。那么看下FutureTask類的定義：
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> { //.... } public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> { void run(); }于是，我們發(fā)現(xiàn)FutureTask類實際上是同時實現(xiàn)了Runnable和Future接口，由此才使得其具有Future和Runnable雙重特性。通過Runnable特性，可以作為Thread對象的target，而Future特性，使得其可以取得新創(chuàng)建線程中的call()方法的返回值。
執(zhí)行下此程序，我們發(fā)現(xiàn)sum = 4950永遠都是最后輸出的。而“主線程for循環(huán)執(zhí)行完畢..”則很可能是在子線程循環(huán)中間輸出。由CPU的線程調度機制，我們知道，“主線程for循環(huán)執(zhí)行完畢..”的輸出時機是沒有任何問題的，那么為什么sum =4950會永遠最后輸出呢？
原因在于通過ft.get()方法獲取子線程call()方法的返回值時，當子線程此方法還未執(zhí)行完畢，ft.get()方法會一直阻塞，直到call()方法執(zhí)行完畢才能取到返回值。
三種方式對比
采用實現(xiàn)Runnable、Callable接口的方式創(chuàng)見多線程時，優(yōu)勢是：
線程類只是實現(xiàn)了Runnable接口或Callable接口，還可以繼承其他類。
在這種方式下，多個線程可以共享同一個target對象，所以非常適合多個相同線程來處理同一份資源的情況，從而可以將CPU、代碼和數(shù)據(jù)分開，形成清晰的模型，較好地體現(xiàn)了面向對象的思想。
劣勢是：
編程稍微復雜，如果要訪問當前線程，則必須使用Thread.currentThread()方法。
使用繼承Thread類的方式創(chuàng)建多線程時優(yōu)勢是：
編寫簡單，如果需要訪問當前線程，則無需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可獲得當前線程。
劣勢是：
線程類已經(jīng)繼承了Thread類，所以不能再繼承其他父類。
