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前言:
线程 是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。
每个线程都有一个优先级,高优先级线程的执行优先于低优先级线程。每个线程都可以或不可以标记为一个守护程序。当某个线程中运行的代码创建一个新 Thread 对象时,该新线程的初始优先级被设定为创建线程的优先级,并且当且仅当创建线程是守护线程时,新线程才是守护程序。
当 Java 虚拟机启动时,通常都会有单个非守护线程(它通常会调用某个指定类的 main 方法)。Java 虚拟机会继续执行线程,直到下列任一情况出现时为止:
调用了 Runtime 类的 exit 方法,并且安全管理器允许退出操作发生。 非守护线程的所有线程都已停止运行,无论是通过从对 run 方法的调用中返回,还是通过抛出一个传播到 run 方法之外的异常。
一.线程创建的几种方式
- 继承Thread类,重写run方法
- 实现Runnable接口
- 使用Callable和Future
- 使用线程池例如用Executor框架
1.继承Thread类进行创建
- 定义Thread类的子类,并重写该类的run()方法
- 创建Thread子类的实例,也就是创建了线程对象
- 启动线程,即调用线程的start()方法
public class ThreadTest extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("继承Thread类,重写run方法创建线程;"+ Thread.currentThread().getName());
}
}
class Main{
public static void main(String[] args) {
ThreadTest threadTest = new ThreadTest();
threadTest.start();
}
}
2.实现Runnabel
- 定义Runnable接口的实现类,一样要重写run()方法,这个run()方法和Thread中的run()方法一样是线程的执行体
- 创建Runnable实现类的实例,并用这个实例作为Thread的target来创建Thread对象,这个Thread对象才是真正的线程对象
- 第三部依然是通过调用线程对象的start()方法来启动线程
class ThreadRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("实现Runnable接口,重写run方法创建线程;"+ Thread.currentThread().getName());
}
}
class Main{
public static void main(String[] args) {
ThreadRunnable runnable = new ThreadRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();
}
}
3.使用Callable和Future创建线程
- 创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,且该call()方法没有返回值,再创建Callable实现类的实例。(从java8开始,可以直接使用Lambda表达式创建Callable对象)
- 使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
- 使用FutureTask作为Thread对象的target创建并启动新线程。
- 调用FutureTask对象的get方法来获得子线程执行结束后的返回值。
class ThreadCallable implements Callable<String>{
@Override
public String call() throws Exception {
System.out.println("实现Callable接口,重写call方法创建线程;线程名:"+ Thread.currentThread().getName());
return "有返回的线程Call";
}
}
class Main{
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
//FutureTask futureTask = new FutureTask((Callable) new ThreadRunnable());
//java8 Lambda表达式
FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(new ThreadCallable());
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();
System.out.println(futureTask.get());
//Lambda
FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>((Callable<Integer>)()->{
int i = 0;
for (;i<10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"===="+i);
}
return i;
});
new Thread(task).start();
System.out.println(task.get());
}
}
4.使用线程池例如用Executor框架(主要由三大部分组成)
1.任务
执行任务需要实现的Runnable接口或Callable接口。Runnable接口或Callable接口实现类都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor执行。(Runnable接口不会返回结果但是Callable接口可以返回结果。后面介绍Executors类的一些方法的时候会介绍到两者的相互转换)
2.执行任务
如下图所示,包括任务执行机制的核心接口Executor ,以及继承自Executor 接口的ExecutorService接口。ScheduledThreadPoolExecutor和ThreadPoolExecutor这两个关键类实现了ExecutorService接口。
3.获得结果
Future接口以及Future接口的实现类FutureTask类。
当我们把Runnable接口或Callable接口的实现类提交(调用submit方法)给ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor时,会返回一个FutureTask对象。
Executor 框架的使用示意图
1.主线程首先要创建实现Runnable或者Callable接口的任务对象。
2.然后可以把创建完成的Runnable对象直接交给ExecutorService执行
3.如果执行ExecutorService.submit(…),ExecutorService将返回一个实现Future接口的对象
4.最后,主线程可以执行FutureTask.get()方法来等待任务执行完成。主线程也可以执行FutureTask.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)来取消此任务的执行。
二、Thread(线程)的五种状态
创建,就绪,运行,挂起(包括阻塞,睡眠,等待),结束
- 新建状态(New):新创建了一个线程对象。
// 刚创建上但是不调用start()方法
Thread t1 = new Thread(() -> {
System.out.println("t1");
}, "t1");
- 就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。
// 等待获取CPU的使用权
Thread t2 = new Thread(() -> {
System.out.println("t2 run");
}, "t2");
t2.start();
- 运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
// 一直处于在运行的状态
Thread t2 = new Thread(() -> {
while (true) {
System.out.println("t2 run");
}
}, "t2");
t2.start();
-
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:
(一)、等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。 (二)、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。 (三)、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I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
// TIMED_WAITING TimeUnit.SECONDS.sleep()就是timed_waiting
Thread t3 = new Thread(() -> {
synchronized (ThreadStateDemo.class) {
try {
// TimeUnit底层也是调用Thread.sleep()方法对
TimeUnit.SECONDS.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "t3");
t3.start();
//WAIT join()就是wait
Thread t4 = new Thread(() -> {
try {
t2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}, "t4");
t4.start();
//由于上面的t3线程已经对ThreadStateDemo.class上锁 t5线程就拿不到这个对象就会陷入Blocked的阻塞状态
Thread t5 = new Thread(() -> {
synchronized (ThreadStateDemo.class) {
log.info("BLOCKED...");
}
}, "t5");
t5.start();
//线程已完成执行。
Thread t6 = new Thread(() -> {
log.info("就一行代码");
}, "t6");
t6.start();
- 结束状态(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。
三、Thread的方法
1.sleep
睡眠几秒钟,让出CPU让别人执行。
2.yield
短暂的让一下CPU,谁能抢到就执行,抢不到还是原来的执行。
3.join
有ab两个线程。a线程在某一时刻调用了join(b线程),此时a线程sleep,直到b线程执行结束,a继续执行。注意自己join自己是不行的。
4.getState
得到线程的状态、一共六种: