Java之线程，常用方法，线程同步，死锁

Posted 2020-10-01

1, 线程的概念

进程与线程

进程：每个进程都有独立的代码和数据空间（进程上下文），进程间的切换会有较大的开销，一个进程包含1--n个线程。（进程是资源分配的最小单位）

线程：同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换开销小。（线程是cpu调度的最小单位）

切换而不是同步
一个程序中的方法有几条执行路径, 就有几个线程

 

Java中线程的生命周期

 

 

Java线程具有五中基本状态

新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();

就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；

运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就     绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；

阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

1.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；

2.同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；

3.其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。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。

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。

 

2, 线程的创建:

Thread类：

java.lang

Class Thread

• java.lang.Object
• • java.lang.Thread

• All Implemented Interfaces:

  Runnable

  已知直接子类：

  ForkJoinWorkerThread

  ---

  线程是程序中执行的线程。 Java虚拟机允许应用程序同时执行多个执行线程。

  每个线程都有优先权。 具有较高优先级的线程优先于优先级较低的线程执行。 每个线程可能也可能不会被标记为守护程序。 当在某个线程中运行的代码创建一个新的Thread对象时，新线程的优先级最初设置为等于创建线程的优先级，并且当且仅当创建线程是守护进程时才是守护线程。

  创建一个新的执行线程有两种方法。 一个是将一个类声明为Thread的子类。 这个子类应该重写run类的方法Thread 。

  另一种方法来创建一个线程是声明实现类Runnable接口。 那个类然后实现了run方法。 然后可以分配类的实例，在创建Thread时作为参数传递，并启动。

两种方式:
1, 继承Thread类
class TestThread extends Thread {......}

 1 package com.hanqi.maya.test;
 2 
 3 import javax.swing.plaf.FontUIResource;
 4 import javax.swing.text.StyledEditorKit.ForegroundAction;
 5 
 6 public class Threadtest {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         MyThread mt=new MyThread();
 9         mt.start();//开启线程 
10         for(int i=0;i<50;i++){
11             System.out.println("main"+i);
12         }
13     }
14 }
15 class MyThread extends Thread{ //通过继承Thread类的方法来创建多线程
16     
17     public void run(){
18         for(int i=0;i<50;i++){
19             System.out.println("MyThead"+i);
20         }
21     }
22     
23 }

2, 实现Runnable接口, 然后作为参数传入到Thread类的构造方法中
class TestThread implements Runnable {......}

 1 package com.hanqi.maya.test;
 2 
 3 import javax.swing.plaf.FontUIResource;
 4 import javax.swing.text.StyledEditorKit.ForegroundAction;
 5 
 6 public class Threadtest {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         MyThread mt=new MyThread();
 9         
10         Thread t=new Thread(mt);
11         t.start();//自动去找t中实现的Runnable方法
12         for(int i=0;i<50;i++){
13             System.out.println("main"+i);
14         }
15 /*        
16         mt.start();//开启线程 
17         for(int i=0;i<50;i++){
18             System.out.println("main"+i);
19         }*/
20     }
21 }
22 
23 class MyThread implements Runnable{ //通过继承Thread类的方法来创建多线程
24     
25     public void run(){
26         for(int i=0;i<50;i++){
27             System.out.println("MyThead"+i);
28         }
29     }
30     
31 }
32 /*class MyThread extends Thread{ //通过继承Thread类的方法来创建多线程
33     
34     public void run(){
35         for(int i=0;i<50;i++){
36             System.out.println("MyThead"+i);
37         }
38     }
39     
40 }*/

线程的启动:

调用线程类中的start()方法, 不能直接调用run()方法, 直接调用run()方法是方法调用, 不是启动线程

3, 线程常用方法

isAlive()
判断线程是否还活着, 调用start()之前和终止之后都是死的, 其他的都是活的

判断线程是否还在

 1 package com.hanqi.maya.test;
 2 
 3 public class TestThread1 {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         MyThread1 mt=new MyThread1();
 6         
 7         Thread t=new Thread(mt);
 8         
 9         System.out.println(t.isAlive());//判断线程是否还在，此处线程未开启
10         t.start();
11         System.out.println(t.isAlive());//判断线程是否还在，此处线程已经开启
12     }
13 }
14 
15 class MyThread1 implements Runnable{ //通过继承Thread类的方法来创建多线程
16     
17     public void run(){
18         for(int i=0;i<50;i++){
19             System.out.println("MyThead"+i);
20         }
21     }
22 }

优先级

getPriority()
setPriority()
设置优先级, 优先级的概念: 谁的优先级高, 谁执行的时间就多
Thread里面的默认优先级:
Thread.MIN_PRIORITY = 1
Thread.MAX_PRIORITY = 10
Thread.NORM_PRIORITY = 5

 1 package com.hanqi.maya.test;
 2 
 3 public class TestPriority {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         MyThread11 mt1 = new MyThread11("超人");
 6         MyThread2 mt2 = new MyThread2("蝙蝠侠");
 7         mt1.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY + 5);//设置优先级
 8         mt1.start();
 9         mt2.start();
10         System.out.println("123");
11         try {
12             Thread.sleep(2000);
13         } catch (InterruptedException e) {
14             // TODO Auto-generated catch block
15             e.printStackTrace();
16         }
17         System.out.println(456);
18     }
19 }
20 
21 
22 class MyThread11 extends Thread {
23     
24     public MyThread11(String name) {
25         super(name);//调用父类构造方法将name穿减去
26     }
27 
28     public void run() {
29         for (int i = 0; i < 50; i++) {
30             System.out.println(this.getName() + ": " + i);
31         }
32     }
33 }
34 
35 class MyThread2 extends Thread {
36     
37     public MyThread2(String name) {
38         super(name);
39     }
40     
41     public void run() {
42         for (int i = 0; i < 50; i++) {
43             System.out.println(this.getName() + ": " + i);
44         }
45     }
46 }

沉睡和终止

interrupt()
停止线程

这个方法要配合延迟使用，不要直接启动线程然后直接使用此方法

 1 package interupt;
 2 
 3 import java.util.Date;
 4 
 5 public class TestInterupt {
 6     public static void main(String[] args) {
 7         MyNewThread mnt = new MyNewThread();
 8         Thread t = new Thread(mnt);
 9         t.start();
10         try {
11             Thread.sleep(5000);
12         } catch (InterruptedException e) {
13             e.printStackTrace();
14         }
15         t.interrupt();
16         t.stop();
17 //         终止线程, 将run方法结束, 线程就结束了
18         MyNewThread.flag = false;
19     }
20 }
21 
22 class MyNewThread implements Runnable {
23 
24     static boolean flag = true;
25     @Override
26     public void run() {
27         while(flag) {
28             System.out.println(new Date());
29             try {
30                 Thread.sleep(1000);
31             } catch (Exception e) {
32                 System.out.println("线程终止 !");
33                 System.out.println(e.getMessage());
34                 return;
35             }
36         }
37     }
38     
39 }

Thread.sleep(long millions)将程序暂停一会，暂停当前线程，如果没有线程也可以给普通程序暂停，需要抛出一个异常即可

 1 package com.hanqi.maya.test;
 2 
 3 import java.util.Date;
 4 
 5 public class TestInterupt {
 6     public static void main(String[] args) {
 7         MyNewThread mnt = new MyNewThread();
 8         Thread t = new Thread(mnt);
 9         t.start();
10         try {
11             Thread.sleep(5000);//先沉睡5s
12         } catch (InterruptedException e) {
13             e.printStackTrace();
14         }
15         /*t.interrupt();//调用会抛出异常
16         t.stop();//不建议使用，已经过时
17 *///         终止线程, 将run方法结束, 线程就结束了
18         MyNewThread.flag = false;//更改属性终止线程
19     }
20 }
21 
22 class MyNewThread implements Runnable {
23 
24     static boolean flag = true;
25     @Override
26     public void run() {
27         while(flag) {
28             System.out.println(new Date());
29             try {
30                 Thread.sleep(1000);//延迟一秒
31             } catch (Exception e) {
32                 System.out.println("线程终止 !");
33                 System.out.println(e.getMessage());
34                 return;
35             }
36         }
37     }
38     
39 }

 join()
合并线程

 1 package join;
 2 
 3 public class TestJoin {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         NewThread nt = new NewThread();
 6         nt.start();
 7         try {
 8             nt.join();//合并线程，继承自Thread，将这个线程加到当前线程，先执行这个线程
 9         } catch (InterruptedException e) {
10             e.printStackTrace();
11         }
12         
13         for (int i = 0; i < 10; i++) {
14             System.out.println("我是main线程-----" + i);
15         }
16     }
17 }
18 
19 class NewThread extends Thread {
20     public void run() {
21         for (int i = 0; i < 10; i++) {
22             System.out.println("我是NewThread线程=====" + i);
23         }
24     }
25 }

yield()---礼让
让出CPU执行其他线程

 1 package com.hanqi.maya.test;
 2 
 3 public class TestPriority {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         MyThread11 mt1 = new MyThread11("超人");
 6         MyThread2 mt2 = new MyThread2("蝙蝠侠");
 7         mt1.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY + 5);//设置优先级
 8         mt1.start();
 9         mt2.start();
10         System.out.println("123");
11         try {
12             Thread.sleep(2000);
13         } catch (InterruptedException e) {
14             // TODO Auto-generated catch block
15             e.printStackTrace();
16         }
17         System.out.println(456);
18     }
19 }
20 
21 
22 class MyThread11 extends Thread {
23     
24     public MyThread11(String name) {
25         super(name);//调用父类构造方法将name穿减去
26     }
27 
28     public void run() {
29         for (int i = 0; i < 50; i++) {
30             System.out.println(this.getName() + ": " + i);
31         }
32     }
33 }
34 
35 class MyThread2 extends Thread {
36     
37     public MyThread2(String name) {
38         super(name);
39     }
40     
41     public void run() {
42         for (int i = 0; i < 50; i++) {
43             System.out.println(this.getName() + ": " + i);
44         }
45     }
46 }

wait()

• 导致当前线程等待，直到另一个线程调用此对象的notify()方法或notifyAll()方法，或指定的时间已过。

notify()

• public final void notify()

  唤醒正在等待对象监视器的单个线程。 如果任何线程正在等待这个对象，其中一个被选择被唤醒。 选择是任意的，并且由实施的判断发生。 线程通过调用wait方法之一等待对象的监视器。

  唤醒的线程将无法继续，直到当前线程放弃此对象上的锁定为止。 唤醒的线程将以通常的方式与任何其他线程竞争，这些线程可能正在积极地竞争在该对象上进行同步; 例如，唤醒的线程在下一个锁定该对象的线程中没有可靠的权限或缺点。

notifyAll()---

• public final void notifyAll()

  唤醒正在等待对象监视器的所有线程。 线程通过调用wait方法之一等待对象的监视器。

  唤醒的线程将无法继续，直到当前线程释放该对象上的锁。 唤醒的线程将以通常的方式与任何其他线程竞争，这些线程可能正在积极地竞争在该对象上进行同步; 例如，唤醒的线程在下一个锁定该对象的线程中不会有可靠的特权或缺点。

 

4, 线程同步
synchronized

线程的同步是保证多线程安全访问竞争资源的一种手段。

当多个线程同时读写同一份共享资源的时候，可能会引起冲突。这时候，我们需要引入线程“同步”机制，即各位线程之间要有个先来后到的执行。 

线程同步的真实意思和字面意思恰好相反。线程同步的真实意思，其实是“排队”：几个线程之间要排队，一个一个对共享资源进行操作，而不是同时进行操作。

比如银行取钱：

银行卡余额3000，A从取款机取2000，B也想从支付宝这张卡转出2000，这时就要用到线程同步

线程同步，可以在方法声明中用 synchronized 关键字

也可以用 synchronized 关键字将代码块包起来实现

 1 package com.hanqi.util;
 2 
 3 public class Bank {
 4     public int money=3000;
 5     
 6     public /*synchronized*/ void getMoney(String name,int mon){
 7         synchronized(this){
 8             if(money>mon&&money>0){
 9                 try {
10                     Thread.sleep(1);
11                 } catch (InterruptedException e) {
12                     e.printStackTrace();
13                 }
14                 
15                 money-=mon;
16                 System.out.println("hi,"+name);
17                 System.out.println("取款"+mon);
18                 System.out.println("余额："+money);
19                 
20             }else{
21                 System.out.println("hi,"+name);
22                 System.out.println("取款失败");
23                 System.out.println("余额："+money);
24             }
25         }
26     }
27 }

 1 package com.hanqi.util;
 2 
 3 public class Threadt1 {
 4 
 5     public static void main(String[] args) {
 6         MyThread mt=new MyThread();
 7         
 8         Thread t1=new Thread(mt);
 9         Thread t2=new Thread(mt);
10         
11         t1.setName("Tom");
12         t2.setName("BomSa");
13         
14         t1.start();
15         t2.start();
16     }
17 }
18 class MyThread implements Runnable{
19     public Bank bank=new Bank();
20     @Override
21     public void run() {
22         bank.getMoney(Thread.currentThread().getName(), 2000);
23     }
24 }

五、死锁概念

所谓死锁，是两个甚至多个线程被永久阻塞时的一种运行局面，这种局面的生成伴随着至少两个线程和两个或者多个资源。两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象死锁。

 1 package com.hanqi.util;
 2 
 3 public class Deadlock implements Runnable {
 4 
 5     
 6     public static void main(String[] args) {
 7         
 8         Deadlock d1 = new Deadlock();
 9         Deadlock d2 = new Deadlock();
10         
11         d1.flag = 1;
12         d2.flag = 2;
13         
14         Thread t1 = new Thread(d1);
15         Thread t2 = new Thread(d2);
16         
17         t1.start();
18         t2.start();
19         
20     }
21     
22     public static Object obj1 = new Object();
23     public static Object obj2 = new Object();
24 
25     public int flag;
26 
27     @Override
28     public void run() {
29         if (flag == 1) {
30             System.out.println("这是第" + flag + "个线程");
31             synchronized (obj1) {
32                 try {
33                     Thread.sleep(500);
34                 } catch (InterruptedException e) {
35                     e.printStackTrace();
36                 }
37                 synchronized (obj2) {
38                     System.out.println("第" + flag + "个线程结束");
39                 }
40             }
41         }
42         
43         if (flag == 2) {
44             System.out.println("这是第" + flag + "个线程");
45             synchronized (obj2) {
46                 try {
47                     Thread.sleep(500);
48                 } catch (InterruptedException e) {
49                     e.printStackTrace();
50                 }
51                 synchronized (obj1) {
52                     System.out.println("第" + flag + "个线程结束");
53                 }
54             }
55         }
56 
57     }
58 
59 }