Java基础：多线程
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java基础：多线程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
1. 多线程概述
人们在日常生活中，很多事情都是可以同时进行的。例如，一个人可以一边听音乐，一边打扫房间，可以一边吃饭，一边看电视。在使用计算机时，很多任务也是可以同时进行的。例如，可以一边浏览网页，一边打印文档，还可以一边聊天，一边复制文件等。计算机这种能够同时完成多项任务的技术，就是多线程技术。Java是支持多线程的语言之一，它内置了对多线程技术的支持，可以使程序同时执行多个执行片段。
1.1 多线程引入
由上图中程序的调用流程可知，这个程序只有一个执行流程，所以这样的程序就是单线程程序。假如一个程序有多条执行流程，那么，该程序就是多线程程序。
1.2 多线程概述
1.2.1 什么是进程？
进程就是正在运行的程序，是系统进行资源分配和调用的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。
在一个操作系统中，每个独立执行的程序都可称之为一个进程，也就是“正在运行的程序”。目前大部分计算机上安装的都
是多任务操作系统，即能够同时执行多个应用程序，最常见的有Windows、Linux、Unix等。在本教材使用的Windows操作系统下，鼠标右键单击任务栏，选择【启动任务管理器】选项可以打开任务管理器面板，在窗口的【进程】选项卡中可以看到当前正在运行的程序，也就是系统所有的进程，如chrome.exe、QQ.exe等。任务管理器的窗口如图所示。
在多任务操作系统中，表面上看是支持进程并发执行的，例如可以一边听音乐一边聊天。但实际上这些进程并不是同时运行的。在计算机中，所有的应用程序都是由CPU执行的，对于一个CPU而言，在某个时间点只能运行一个程序，也就是说只能执行一个进程。操作系统会为每一个进程分配一段有限的CPU使用时间，CPU在这段时间中执行某个进程，然后会在下一段时间切换到另一个进程中去执行。由于CPU运行速度很快，能在极短的时间内在不同的进程之间进行切换，所以给人以同时执行多个程序的感觉。
1.2.2 多进程有什么意义呢?
单进程的计算机只能做一件事情，而我们现在的计算机都可以做多件事情。举例：一边玩游戏(游戏进程)，一边听音乐(音乐进程)。也就是说现在的计算机都是支持多进程的，可以在一个时间段内执行多个任务。并且呢，可以提高CPU的使用率，解决了多部分代码同时运行的问题。
其实，多个应用程序同时执行都是CPU在做着快速的切换完成的。这个切换是随机的。CPU的切换是需要花费时间的，从而导致了效率的降低。
1.2.3 什么是线程?
每个运行的程序都是一个进程，在一个进程中还可以有多个执行单元同时运行，这些执行单元可以看作程序执行的一条条线索，被称为线程。操作系统中的每一个进程中都至少存在一个线程。例如当一个Java程序启动时，就会产生一个进程，该进程中会默认创建一个线程，在这个线程上会运行main()方法中的代码。
线程是程序的执行单元，执行路径；是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径；一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序。一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序。
代码都是按照调用顺序依次往下执行，没有出现两段程序代码交替运行的效果，这样的程序称作单线程程序。如果希望程序中实现多段程序代码交替运行的效果，则需要创建多个线程，即多线程程序。所谓的多线程是指一个进程在执行过程中可以产生多个单线程，这些单线程程序在运行时是相互独立的，它们可以并发执行。
多线程程序的执行过程如图所示
图中所示的多条线程，看似是同时执行的，其实不然，它们和进程一样，也是由CPU轮流执行的，只不过CPU运行速度很快，故而给人同时执行的感觉。
1.2.4 多线程有什么意义呢?
多线程的存在，不是提高程序的执行速度。其实是为了提高应用程序的使用率。程序的执行其实都是在抢CPU的资源，CPU的执行权。多个进程是在抢这个资源，而其中的某一个进程如果执行路径比较多，就会有更高的几率抢到CPU的执行权。我们是不敢保证哪一个线程能够在哪个时刻抢到，所以线程的执行有随机性。
1.2.5 线程与进程的关系
线程是CPU调度的最小单元，同时线程是一种有限的系统资源。而进程一般指一个执行单元，在PC和移动设备上指一个程序或者一个应用。一个进程可以包含多个线程，因此进程和线程是包含与被包含的关系。
- 一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。
- 资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。
- 处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。
- 线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
- 线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。
1.2.6 进程与线程的区别
- 调度：线程作为CUP调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位。
- 并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行。
- 拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源。
- 系统开销：在创建或撤消进程时，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。
- 健壮性：进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个进程死掉就等于所有的线程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮。进程间的crash不会相互影响，但是一个线程的crash会使整个进程都crash，其他线程也跟着都挂了。
总的来讲：进程只是一些资源的集合，真正的程序执行都是线程来完成的，程序启动的时候操作系统就帮你创建了一个主线程。每个线程有自己的堆栈。
android在程序启动的时候，会我们分配一个主线程（UI线程），如果没有特殊处理，我们所有的操作都是在UI线程中完成的。
1.2.7 什么是并行、并发呢？
前者是逻辑上同时发生，指在某一个时间内同时运行多个程序；后者是物理上同时发生，指在某一个时间点同时运行多个程序。那么，我们能不能实现真正意义上的并发呢？答案是可以的，多个CPU就可以实现，不过你得知道如何调度和控制它们。
PS：
- 一个进程中可以有多个执行路径，称之为多线程。
- 一个进程中至少要有一个线程。
- 开启多个线程是为了同时运行多部分代码，每一个线程都有自己运行的内容，这个内容可以称为线程要执行的任务。
1.3 Java程序运行原理
java 命令会启动 java 虚拟机，启动 JVM，等于启动了一个应用程序，也就是启动了一个进程。该进程会自动启动一个 “主线程” ，然后主线程去调用某个类的 main 方法。所以 main方法运行在主线程中。在此之前的所有程序都是单线程的。
思考：JVM虚拟机的启动是单线程的还是多线程的？
答案：JVM启动时启动了多条线程，至少有两个线程可以分析的出来
执行main函数的线程，该线程的任务代码都定义在main函数中。
负责垃圾回收的线程。System类的gc方法告诉垃圾回收器调用finalize方法，但不一定立即执行。
2. 多线程的实现方案
由于线程是依赖进程而存在的，所以我们应该先创建一个进程出来。而进程是由系统创建的，所以我们应该去调用系统功能创建一个进程。Java是不能直接调用系统功能的，所以，我们没有办法直接实现多线程程序。但是呢?Java可以去调用C/C++写好的程序来实现多线程程序。由C/C++去调用系统功能创建进程，然后由Java去调用这样的东西，然后提供一些类供我们使用。我们就可以实现多线程程序了。
2.1 多线程的实现方案一：继承Thread类，重写run()方法
- 定义一个类继承Thread类
- 覆盖Thread类中的run方法
- 直接创建Thread的子类对象创建线程
- 调用start方法开启线程并调用线程的任务run方法执行
package cn.itcast;
//多线程的实现方案一：继承Thread类，重写run()方法
//1、定义一个类继承Thread类。
class MyThread extends Thread
private String name;
MyThread(String name)
this.name = name;
// 2、覆盖Thread类中的run方法。
public void run()
for (int x = 0; x < 5; x++)
System.out.println(name + "...x=" + x + "...ThreadName="
+ Thread.currentThread().getName());
class ThreadTest
public static void main(String[] args)
// 3、直接创建Thread的子类对象创建线程。
MyThread d1 = new MyThread("黑马程序员");
MyThread d2 = new MyThread("中关村在线");
// 4、调用start方法开启线程并调用线程的任务run方法执行。
d1.start();
d2.start();
for (int x = 0; x < 5; x++)
System.out.println("x = " + x + "...over..."
+ Thread.currentThread().getName());
运行结果：
黑马程序员...x=0...ThreadName=Thread-0
中关村在线...x=0...ThreadName=Thread-1
x = 0...over...main
中关村在线...x=1...ThreadName=Thread-1
黑马程序员...x=1...ThreadName=Thread-0
中关村在线...x=2...ThreadName=Thread-1
x = 1...over...main
中关村在线...x=3...ThreadName=Thread-1
黑马程序员...x=2...ThreadName=Thread-0
中关村在线...x=4...ThreadName=Thread-1
x = 2...over...main
x = 3...over...main
x = 4...over...main
黑马程序员...x=3...ThreadName=Thread-0
黑马程序员...x=4...ThreadName=Thread-02.1.2 为什么要重写run()方法？
Thread类用于描述线程，线程是需要任务的。所以Thread类也有对任务的描述。这个任务就是通过Thread类中的run方法来体现。也就是说，run方法就是封装自定义线程运行任务的函数，run方法中定义的就是线程要运行的任务代码。所以只有继承Thread类，并复写run方法，将运行的代码定义在run方法中即可。
2.1.3 启动线程使用的是那个方法
启动线程调用的是start()方法，不是run()方法，run()方法只是封装了被线程执行的代码，调用run()只是普通方法的调用，无法启动线程。
2.1.4 线程能不能多次启动
不能，会出现IllegalThreadStateException非法的线程状态异常。
2.1.5 run()和start()方法的区别
- run()：仅仅是封装了被线程执行的代码，直接调用就是普通方法
- start()：首先是启动了线程，然后再由jvm去调用了该线程的run()方法
2.1.6 Thread类的基本获取和设置方法
- public final String getName()：获取线程的名称
- public final void setName(String name)：设置线程的名称
- Thread(String name) ：通过构造方法给线程起名字
思考：如何获取main方法所在的线程名称呢?
public static Thread currentThread() // 获取任意方法所在的线程名称2.2 多线程的实现方案二：实现Runnable接口
- 定义类实现Runnable接口
- 覆盖接口中的run方法，将线程的任务代码封装到run方法中
- 通过Thread类创建线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为Thread类的构造函数的参数进行传递。为什么？因为线程的任务都封装在Runnable接口子类对象的run方法中。所以要在线程对象创建时就必须明确要运行的任务
- 调用线程对象的start方法开启线程
package cn.itcast;
//多线程的实现方案二：实现Runnable接口
//1、定义类实现Runnable接口。
class MyThread implements Runnable
// 2、覆盖接口中的run方法，将线程的任务代码封装到run方法中。
public void run()
show();
public void show()
for (int x = 0; x < 5; x++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "..." + x);
class ThreadTest
public static void main(String[] args)
MyThread d = new MyThread();
// 3、通过Thread类创建线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为Thread类的构造函数的参数进行传递。
Thread t1 = new Thread(d);
Thread t2 = new Thread(d);
// 4、调用线程对象的start方法开启线程。
t1.start();
t2.start();
运行结果：
Thread-0...0
Thread-1...0
Thread-0...1
Thread-1...1
Thread-0...2
Thread-1...2
Thread-0...3
Thread-1...3
Thread-0...4
Thread-1...4- 如何获取线程名称：Thread.currentThread().getName()
- 如何给线程设置名称：setName()、Thread(Runnable target, String name)
- 实现接口方式的好处：
- 可以避免由于Java单继承带来的局限性，所以，创建线程的第二种方式较为常用。
- 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程同程序的代码，数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想。
2.3 多线程程序实现方案三：实现Callable接口
- 创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)- 这种线程池的线程可以执行：可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。
- 调用如下方法即可
- Future<?> submit(Runnable task)
提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future - <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
提交一个Callable任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future
- Future<?> submit(Runnable task)
- 结束线程：shutdown() 关闭线程池
package cn.itcast;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Callable;
//Callable:是带泛型的接口。
//这里指定的泛型其实是call()方法的返回值类型。
class MyCallable implements Callable
public Object call() throws Exception
for (int x = 0; x < 100; x++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
return null;
/*
* 多线程实现的方式3： A:创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。 public static ExecutorService
* newFixedThreadPool(int nThreads) B:这种线程池的线程可以执行：
* 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 做一个类实现Runnable接口。 C:调用如下方法即可 Future<?>
* submit(Runnable task) <T> Future<T> submit(Callable<T> task) D:我就要结束，可以吗? 可以。
*/
public class CallableDemo
public static void main(String[] args)
// 创建线程池对象
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
pool.submit(new MyCallable());
pool.submit(new MyCallable());
// 结束
pool.shutdown();
运行结果：
实现Callable的优缺点
- 好处：可以有返回值；可以抛出异常。
- 弊端：代码比较复杂，所以一般不用
2.4 匿名内部类方式使用多线程
//新创建一个线程，重写run()方法
new Thread()
@Override
public void run()
super.run();
// code
.start();
//新创建一个线程，传递一个Runnable对象
new Thread(new Runnable()
@Override
public void run()
// code
).start();3. 线程调度和线程控制
程序中的多个线程是并发执行的，某个线程若想被执行必须要得到CPU的使用权。Java虚拟机会按照特定的机制为程序中的每个线程分配CPU的使用权，这种机制被称作线程的调度。
在计算机中，线程调度有两种模型，分别是分时调度模型和抢占式调度模型。所谓分时调度模型是指让所有的线程轮流获得CPU的使用权，并且平均分配每个线程占用的CPU的时间片。抢占式调度模型是指让可运行池中优先级高的线程优先占用CPU，而对于优先级相同的线程，随机选择一个线程使其占用CPU，当它失去了CPU的使用权后，再随机选择其他线程获取CPU使用权。Java虚拟机默认采用抢占式调度模型，通常情况下程序员不需要去关心它，但在某些特定的需求下需要改变这种模式，由程序自己来控制CPU的调度。
3.1 线程调度
假如我们的计算机只有一个 CPU，那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到 CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。那么Java是如何对线程进行调用的呢？
3.1.1 线程有两种调度模型
分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片
抢占式调度模型：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，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些。
Java使用的是抢占式调度模型。
3.1.2 如何设置和获取线程优先级
在应用程序中，如果要对线程进行调度，最直接的方式就是设置线程的优先级。优先级越高的线程获得CPU执行的机会越大，而优先级越低的线程获得CPU执行的机会越小。线程的优先级用1~10之间的整数来表示，数字越大优先级越高。除了可以直接使用数字表示线程的优先级，还可以使用Thread类中提供的三个静态常量表示线程的优先级，如表所示。
程序在运行期间，处于就绪状态的每个线程都有自己的优先级，例如main线程具有普通优先级。然而线程优先级不是固定不变的，可以通过Thread类的setPriority(int newPriority)方法对其进行设置，该方法中的参数newPriority接收的是1~10之间的整数或者Thread类的三个静态常量。
public final int getPriority(); //获取线程的优先级
public final void setPriority(int newPriority); //设置线程的优先级注意：线程默认的优先级是5；线程优先级的范围是：1-10；线程优先级高仅仅表示线程获取CPU的时间片的几率高，但是要在次数比较多，或者多次运行的时候才能卡到比较好的结果。
package cn.itcast.chapter10.example06;
/**
* 不同优先级的两个线程在程序中运行情况
*/
public class Example06
public static void main(String[] args)
//创建两个线程
Thread minPriority = new Thread(new Task(), "优先级较低的线程 ");
Thread maxPriority = new Thread(new Task(), "优先级较高的线程 ");
minPriority.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); //设置线程的优先级为1
maxPriority.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //设置线程的优先级为10
//开启两个线程
minPriority.start();
maxPriority.start();
//定义一个线程的任务类
class Task implements Runnable
@Override
public void run()
for (int i = 0; i < 10; i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在输出" + i);
3.2 线程控制
| 方法声明 | 功能描述 |
|---|---|
| sleep(long millis) | 线程休眠，让当前线程暂停，进入休眠等待状态 |
| join() | 线程加入，调用该方法的线程会插入优先先执行 |
| yield() | 线程礼让，暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。 |
| setDaemon(boolean on) | 将该线程标记为守护线程（后台线程）或用户线程。 当正在运行的线程都是守护线程时，Java 虚拟机退出。 该方法必须在启动线程前调用。 |
| stop() | 让线程停止，过时了，但是还可以使用 |
| interrupt() | 中断线程。 把线程的状态终止，并抛出一个InterruptedException。 |
| setPriority(int newPriority) | 更改线程的优先级 |
| isInterrupted() | 线程是否被中断 |
线程休眠 sleep()
优先级高的程序会先执行，而优先级低的程序会后执行。如果希望人为地控制线程，使正在执行的线程暂停，将CPU让给别的线程，这时可以使用静态方法sleep(long millis)，该方法可以让当前正在执行的线程暂停一段时间，进入休眠等待状态。当前线程调用sleep(long millis)方法后，在指定时间(参数millis)内该线程是不会执行的，这样其他的线程就可以得到执行的机会了。
sleep(long millis)方法声明会抛出InterruptedException异常，因此在调用该方法时应该捕获异常，或者声明抛出该异常。
package cn.itcast.chapter10.example07;
/**
* sleep(long millis) 方法在程序中的使用
*/
public class Example07
public static void main(String[] args) throws Exception
//创建一个线程
new Thread(new Task()).start();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
if (i == 5)
Thread.sleep(2000); //当前main主线程 休眠2秒
else
Thread.sleep(500);
System.out.println("main主线程正在输出：" + i);
//定义线程的任务类
class Task implements Runnable
@Override
public void run()
for (int i = 1; i <= 10; i++)
try
if (i == 3)
Thread.sleep(2000);//当前线程休眠2秒
else
Thread.sleep(500);
System.out.println("线程一正在输出：" + i);
catch (Exception e)
e.printStackTrace();
线程插队 join()
现实生活中经常能碰到“插队”的情况，同样，在Thread类中也提供了一个join()方法来实现这个“功能”。当在某个线程中调用其他线程的join()方法时，调用的线程将被阻塞，直到被join()方法加入的线程执行完成后它才会继续运行。
线程加入，等待目标线程执行完之后再继续执行。阻塞当前调用join函数时所在的线程，直到接收函数执行完毕后再继续执行
Worker worker1 = new Worker("work-1");
Worker worker2 = new Worker("work-2");
worker1.start();
System.out.println("启动线程1");
try
worker1.join();
System.out.println("启动线程2");
worker2.start();
worker2.join();
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
System.out.println("主线程继续执行");class Worker extends Thread
public Worker(String name)
super(name);
@Override
public void run()
try
Thread.sleep(2000);
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
System.out.println("work in " + getName());
输出结果
启动线程1
work in work-1
启动线程2
work in work-2
主线程继续执行案例代码2
package cn.itcast.chapter10.example09;
/**
* 线程插队，join()方法的使用
*/
public class Example09
public static void main(String[] args) throws Exception
// 创建线程
Thread t = new Thread(new EmergencyThread(),"线程一");
t.start(); // 开启线程
for (int i = 1; i < 6; i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出："+i);
if (i == 2)
t.join(); // 调用join()方法
Thread.sleep(500); // 线程休眠500毫秒
class EmergencyThread implements Runnable
public void run()
for (int i = 1; i < 6; i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出："+i);
try
Thread.sleep(500); // 线程休眠500毫秒
catch (InterruptedException e)
e.printStackTrace();
线程让步 yield()
在篮球比赛中，我们经常会看到两队选手互相抢篮球，当某个选手抢到篮球后就可以拍一会，之后他会把篮球让出来，其他选手重新开始抢篮球，这个过程就相当于Java程序中的线程让步。所谓的线程让步是指正在执行的线程，在某些情况下将CPU资源让给其他线程执行。
线程让步可以通过yield()方法来实现，该方法和sleep()方法有点相似，都可以让当前正在运行的线程暂停，区别在于yield()方法不会阻塞该线程，它只是将线程转换成就绪状态，让系统的调度器重新调度一次。当某个线程调用yield()方法之后，只有与当前线程优先级相同或者更高的线程才能获得执行的机会。
使调用yield()函数的线程让出执行时间给其它已就绪状态的线程，也就是主动让出线程的执行权给其它的线程
class YieldThread extends Thread
public YieldThread(String name)
super(name);
public synchronized void run()
for (int i = 0; i < MAX; i++)
System.out.printf("%s ,优先级为 : %d ----> %d\\n", this.getName(), this.getPriority(), i);
// i整除4时，调用yield
if (i == 2)
Thread.yield();
YieldThread t1 = new YieldThread("thread-1");
YieldThread t2 = new YieldThread("thread-2");
t1.start();
t2.start();thread-1 ,优先级为：5 ----> 0
thread-1 ,优先级为：5 ----> 1
thread-1 ,优先级为：5 ----> 2
thread-1 ,优先级为：5 ----> 0
thread-1 ,优先级为：5 ----> 1
thread-1 ,优先级为：5 ----> 2
thread-1 ,优先级为：5 ----> 3
thread-1 ,优先级为：5 ----> 4
thread-1 ,优先级为：5 ----> 3
thread-1 ,优先级为：5 ----> 4案例代码2
package cn.itcast.chapter10.example08;
/**
* 线程让步，yield()方法的使用
*/
// 定义YieldThread类继承Thread类
class YieldThread extends Thread
// 定义一个有参的构造方法
public YieldThread(String name)
super(name); // 调用父类的构造方法
public void run()
for (int i = 0; i < 6; i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i);
if (i == 3)
System.out.print("线程让步:");
Thread.yield(); // 线程运行到此，作出让步
public class Example08
public static void main(String[] args)
// 创建两个线程
Thread t1 = new YieldThread("线程A");
Thread t2 = new YieldThread("线程B");
// 开启两个线程
t1.start();
t2.start();
4. 线程的生命周期
在Java中，任何对象都有生命周期，线程也不例外，它也有自己的生命周期。当Thread对象创建完成时，线程的生命周期便开始了。当run()方法中代码正常执行完毕或者线程抛出一个未捕获的异常(Exception)或者错误(Error)时，线程的生命周期便会结束。线程整个生命周期可以分为五个阶段，分别是新建状态(New)、就绪状态(Runnable)、运行状态(Running)、阻塞状态(Blocked)和死亡状态(Terminated)，线程的不同状态表明了线程当前正在进行的活动。在程序中，通过一些操作，可以使线程在不同状态之间转换，如图所示。
图中展示了线程各种状态的转换关系，箭头表示可转换的方向，其中，单箭头表示状态只能单向的转换，例如线程只能从新建状态转换到就绪状态，反之则不能；双箭头表示两种状态可以互相转换，例如就绪状态和运行状态可以互相转换。通过一张图还不能完全描述清楚线程各状态之间的区别，接下来针对线程生命周期中的五种状态分别进行详细讲解，具体如下：
1．新建状态(New)
创建一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态，此时它不能运行，和其他Java对象一样，仅仅由Java虚拟机为其分配了内存，没有表现出任何线程的动态特征。
2．就绪状态(Runnable)
当线程对象调用了start()方法后，该线程就进入就绪状态。处于就绪状态的线程位于线程队列中，此时它只是具备了运行的条件，能否获得CPU的使用权并开始运行，还需要等待系统的调度。
3．运行状态(Running)
如果处于就绪状态的线程获得了CPU的使用权，并开始执行run()方法中的线程执行体，则该线程处于运行状态。一个线程启动后，它可能不会一直处于运行状态，当运行状态的线程使用完系统分配的时间后，系统就会剥夺该线程占用的CPU资源，让其他线程获得执行的机会。需要注意的是，只有处于就绪状态的线程才可能转换到运行状态。
4．阻塞状态(Blocked)
一个正在执行的线程在某些特殊情况下，如被人为挂起或执行耗时的输入/输出操作时，会让出CPU的使用权并暂时中止自己的执行，进入阻塞状态。线程进入阻塞状态后，就不能进入排队队列。只有当引起阻塞的原因被消除后，线程才可以转入就绪状态。
线程由运行状态转换成阻塞状态的原因，以及如何从阻塞状态转换成就绪状态。
- 当线程试图获取某个对象的同步锁时，如果该锁被其他线程所持有，则当前线程会进入阻塞状态，如果想从阻塞状态进入就绪状态必须得获取到其他线程所持有的锁。
- 当线程调用了一个阻塞式的IO方法时，该线程就会进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就必须要等到这个阻塞的IO方法返回。
- 当线程调用了某个对象的wait()方法时，也会使线程进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就需要使用notify()方法唤醒该线程。
- 当线程调用了Thread的sleep(long millis)方法时，也会使线程进入阻塞状态，在这种情况下，只需等到线程睡眠的时间到了以后，线程就会自动进入就绪状态。
- 当在一个线程中调用了另一个线程的join()方法时，会使当前线程进入阻塞状态，在这种情况下，需要等到新加入的线程运行结束后才会结束阻塞状态，进入就绪状态。
需要注意的是，线程从阻塞状态只能进入就绪状态，而不能直接进入运行状态，也就是说结束阻塞的线程需要重新进入可运行池中，等待系统的调度。
5．死亡状态(Terminated)
当线程调用stop()方法或run()方法正常执行完毕后，或者线程抛出一个未捕获的异常(Exception)、错误(Error)，线程就进入死亡状态。一旦进入死亡状态，线程将不再拥有运行的资格，也不能再转换到其他状态。
4.1 线程的状态
| 线程状态 | 状态说明 |
|---|---|
| 新建状态 | 等待状态，调用start()方法启动 |
| 就绪状态 | 有执行资格，但是没有执行权 |
| 运行状态 | 具有执行资格和执行权 |
| 阻塞状态 | 遇到sleep()方法和wait()方法时，失去执行资格和执行权， sleep()方法时间到或者调用notify()方法时，获取执行资格，变为临时状态 |
| 死亡状态 | 中断线程，或者run()方法结束 |
4.2 线程的生命周期图
5. 线程安全问题
5.1 判断一个程序是否会有线程安全问题的标准
- 是否是多线程环境
- 是否有共享数据
- 是否有多条语句操作共享数据
5.2 如何解决多线程安全问题呢?
基本思想：让程序没有安全问题的环境。
解决办法：同步机制：同步代码块、同步方法。把多个语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可。
5.2.1 解决线程安全问题实现1：同步代码块，格式如下
当多个线程使用同一个共享资源时，可以将处理共享资源的代码放在一个使用synchronized关键字来修饰的代码块中，这个代码块被称作同步代码块
synchronized(lock)
需要同步的代码;
lock是一个锁对象，它是同步代码块的关键。当某一个线程执行同步代码块时，其它线程将无法执行当前同步代码块，会发生阻塞，等当前线程执行完同步代码块后，所有的线程开始抢夺线程的执行权，抢到执行权的线程将进入同步代码块，执行其中的代码。循环往复，直到共享资源被处理完为止。这个过程就好比一个公用电话亭，只有前一个人打完电话出来后，后面的人才可以打。
package cn.itcast;
//卖票程序的同步代码块实现示例
class Ticket implements Runnable
private int num = 10;
Object obj = new Object();
public void run()
while (true)
// 给可能出现问题的代码加锁
synchronized (obj)
if (num > 0)
// 显示线程名及余票数
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "...sale..." + num--);
class TicketDemo
public static void main(String[] args)
// 通过Thread类创建线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为Thread类的构造函数的参数进行传递。
Ticket t = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
// 调用线程对象的start方法开启线程。
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
运行结果：
Thread-0...sale...10
Thread-0...sale...9
Thread-0...sale...8
Thread-0...sale...7
Thread-0...sale...6
Thread-0...sale...5
Thread-0...sale...4
Thread-0...sale...3
Thread-0...sale...2
Thread-0...sale...1- 同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上。该对象如同锁的功能。
- 同步代码块的对象可以是哪些呢? 可以是任意对象，但每个线程都必须是同一对象。
- 同步的前提：多个线程；多个线程使用的是同一个锁对象
- 同步的好处：同步的出现解决了多线程的安全问题。
- 同步的弊端：当线程相当多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率。