JAVA多线程知识汇总

线程概念

进程：启动一个应用程序就叫一个进程。 接着又启动一个应用程序，这叫两个进程。每个进程都有一个独立的内存空间；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。

线程：线程是在进程内部同时做的事情，一个进程中可以有多个线程，这个应用程序也可以称之为多线程程序。

一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

线程调度：

分时调度：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。 抢占式调度：优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。

创建多线程

方法一：创建Thread类的子类

创建Thread类的子类，并重写该类的run()方法，设置线程任务。 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象 调用线程对象的start()方法来启动该线程

//方法一：//定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法public class MyThreadDemo01 extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 20 ; i++) { System.out.println(getName()+'-->'+i); } }}

//主线程public class MainThread01 { public static void main(String[] args) { //创建Thread子类的实例，即创建了线程对象 MyThreadDemo01 thread01 = new MyThreadDemo01(); //调用线程对象的start()方法来启动该线程 thread01.start(); for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}

public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。

public String getName() :获取当前线程名称。

public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。

public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。

public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。

方法二：实现Runnable接口

定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，设置线程任务 创建Runnable实现类对象 创建Thread类的对象，并且该对象构造方法中传递Runnable实现类对象 调用Thread对象的start()方法来启动线程

//方法二：//定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，设置线程任务public class MyThreadDemo02 implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}

//主线程public class MainThread { public static void main(String[] args) { //创建Runnable实现类对象 MyThreadDemo02 runnable = new MyThreadDemo02(); //创建Thread类的对象，并且该对象构造方法中传递Runnable实现类对象 Thread thread02 = new Thread(runnable); //调用Thread对象的start()方法来启动线程 thread02.start(); for (int i = 0; i < 20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}

方法三：匿名内部类方式

匿名内部类能够简化程序

//方法三：匿名内部类public class MainThread { public static void main(String[] args) { //Thread方式 new Thread(){ @Override public void run() {for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i);} } }.start(); //Runnable接口方式 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() {for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i);} } }).start(); //////////////////////////////////////////////// for (int i = 0; i < 20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}

线程安全问题

多线程访问共享数据，，且多个线程中对资源有写的操作，就会出现线程安全问题

线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步， 否则的话就可能影响线程安全。

解决线程安全问题采用线程同步机制，主要有以下三种方式：

同步代码块 同步方法 锁机制

同步代码块

同步代码块：synchronized 关键字可以用于方法中的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。

格式：synchronized(锁对象){ //访问共享数据的代码 } 锁对象可以是任意类型 多个线程对象要使用同一把锁 锁对象是将同步代码块锁住，只让线程在同步代码块中执行

public class SafeRunnableDemo implements Runnable { private int ticket = 100; //同步代码块 //创建锁对象 Object lock = new Object(); @Override public void run() { while (true){ //锁住同步代码块 synchronized (lock){if (ticket > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + '正在卖第' + ticket + '张'); ticket--;} } } }}

同步方法

同步方法：使用synchronized修饰的方法，就叫做同步方法，保证A线程执行该方法的时候，其他线程只能在方法外等着

格式：修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表) { //访问共享数据的代码 } 把共享了同步数据的代码抽取出来，放入同步方法中

public class SafeRunnableDemo implements Runnable { private int ticket = 100; //同步方法 //定义一个同步方法 public synchronized void lock(){ //同步方法锁住代码块 if (ticket > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + '正在卖第' + ticket + '张'); ticket--; } } //重写run并使用同步方法 @Override public void run() { while (true){ lock(); } }}

Lock锁

Lock提供了比synchronized更广泛的锁操作

在Lock接口中 void lock() 获取锁，void unlock() 释放锁 需要在成员位置处创建ReentraLock对象，在共享数据代码块之前调用方法lock()获取锁，在之后用unlock()方法释放锁

import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SafeRunnableDemo implements Runnable { private int ticket = 100; //Lock锁方法 //创建ReentrantLock对象 Lock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { while (true){ //在可能出现问题的代码块之前用lock()方法 lock.lock(); if (ticket > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + '正在卖第' + ticket + '张');ticket--; } //在可能出现问题的代码块之后用unlock()方法 lock.unlock(); } }}

线程机制

NEW(新建)：线程刚被创建，但是并未启动。还没调用start()方法。 Runnable(可运行)：线程可以在java虚拟机中运行的状态，可能正在运行自己代码，也可能没有，这取决于操作系统处理器。 Blocked(锁阻塞)：当一个线程试图获取一个对象锁，而该对象锁被其他的线程持有，则该线程进入Blocked状态；当该线程持有锁时，该线程将变成Runnable状态。 Waiting(无限等待)：一个线程在等待另一个线程执行一个（唤醒）动作时，该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的，必须等待另一个线程调用notify()或者notifyAll()方法才能够唤醒。 Timed Waiting(计时等待)：同waiting状态，有几个方法有超时参数，调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态 将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep()、Object.wait()。 Teminated(被终止)：因为run方法正常退出而死亡，或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。

一个调用了某个对象的 Object.wait() 方法的线程会等待另一个线程调用此对象Object.notify()方法 或 Object.notifyAll()方法。

其实waiting状态并不是一个线程的操作，它体现的是多个线程间的通信，可以理解为多个线程之间的协作关系， 多个线程会争取锁，同时相互之间又存在协作关系。

当多个线程协作时，比如A，B线程，如果A线程在Runnable（可运行）状态中调用了wait()方法那么A线程就进入 了Waiting（无限等待）状态，同时失去了同步锁。假如这个时候B线程获取到了同步锁，在运行状态中调用了 notify()方法，那么就会将无限等待的A线程唤醒。注意是唤醒，如果获取到锁对象，那么A线程唤醒后就进入 Runnable（可运行）状态；如果没有获取锁对象，那么就进入到Blocked（锁阻塞状态）。

public class WaitAndSleep { public static void main(String[] args) { //创建锁对象 Object lock = new Object(); //匿名内部类创建线程1 new Thread(){ @Override public void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'需要买票');//用同步代码块包裹synchronized (lock){ try { //lock.wait(5000);//到5秒自动醒来 lock.wait();//进入无限等待，需要唤醒 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'买到了票'); } }.start(); //匿名内部类创建线程2 new Thread(){ @Override public void run() {try { Thread.sleep(5000);//等待5秒 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'出票了');} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();}//用同步代码块包裹synchronized (lock){ lock.notify();//如果有多个线程等待，随机唤醒一个 //lock.notifyAll();//唤醒所有等待的线程} } }.start(); }}

线程池

当在系统中用到了很多的线程，大量的启动和结束动作会导致系统的性能变卡，响应变慢，采用线程池可以解决这个问题。线程池就相当于一个容器（如同ArrayList），执行的任务放入线程池中，多出来的任务就等待线程池中的任务执行完再放入。

使用线程池的工厂类 Executors 里的静态方法 newFixedThreadPool 生产指定线程数量的线程池，返回为ExecutorService接口 创建一个类实现Runnable接口，重写run方法，设置线程任务 调用ExecutorService中的submit方法，传递线程任务，开启线程 销毁线程池：ExecutorService中的shutdown方法

import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;//线程池public class ThreadPoolMain { public static void main(String[] args) { //使用线程池的工厂类 Executors里的静态方法 newFixedThreadPool // 生产指定线程数量的线程池，返回为ExecutorService接口 ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); //调用ExecutorService中的submit方法，传递线程任务，开启线程 es.submit(new ThreadPoolDemo01()); }}////////////////////////////////////////////////////////创建一个类实现Runnable接口，重写run方法，设置线程任务public class ThreadPoolDemo01 implements Runnable{ @Override public void run() { ... }}

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