（原创）JAVA多线程一传统多线程

Posted 2020-08-06 凝荷

一，多线程

　　多线程是提高程序效率，避免资源浪费的很好的解决方案，下面来慢慢的介绍多线程的一些基本知识，而这些是晋级高级不可或缺的一部分

　　1，Thread类

　　类实现多线程需要实现Runnable接口，我们跟踪一下源码，如下所示：

public
class Thread implements Runnable {
    /* Make sure registerNatives is the first thing <clinit> does. */
    private static native void registerNatives();
    static {
        registerNatives();
    }
........
}

Thread类实现了Runnable的接口，然后我们来看一下Runnable接口里面有什么东西，如下所示，哦，原来就一个run方法

public
interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object\'s
     * <code>run</code> method to be called in that separately executing
     * thread.
     * <p> 意思是说，实现runnable的接口后的对象可以用来创建一个线程，并且这个线程是通过run方法来运行的
     * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

那么回过头来看看，Thread类中的重写的这个run方法是什么?

    /**注意，这个注释的意思是说当用一个单独的Runnable对象来构造Thread线程的时候，Runnbalb对象的run方法将会被调用，否则，这个方法不起任何作用
     * If this thread was constructed using a separate 
     * <code>Runnable</code> run object, then that
     * <code>Runnable</code> object\'s <code>run</code> method is called;
     * otherwise, this method does nothing and returns.
     * <p>
     * Subclasses of <code>Thread</code> should override this method.
     *
     * @see     #start()
     * @see     #stop()
     * @see     #Thread(ThreadGroup, Runnable, String)
     */
    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }

那么，这个target是什么鬼？继续追踪

    /* What will be run. */
    private Runnable target;

好了，上面说的是背景知识，下面来真材实料吧。

初始化线程的方法有两个，

1，直接重写Thread类的run方法，注意，如果此时给Thread的构造函数传递一个Runnable对象，这个runnable对象的run方法不起任何作用，因为重写的run方法没有调用父类的run方法

2，直接给Thread传递一个runnable对象，调用对象的run方法

方法1：

        Thread tr = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("thread test");
                }
            }
        };
        tr.start();

View Code

方法2：

        Thread tr2 = new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("runnable test");
                }
            }
        }){};
        tr2.start();

View Code

针对方法1，我们这有一个小小的验证

当我们同时传递一个runnable对象和重写run方法时，结果会怎样呢？很明显，重写的run方法后，不会调用原来的那个target相关的操作了，也就是说传递进去的runnable没任何作用了，下面验证一下：

        new Thread(new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("in runnbale");
                }
            }
        }){
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("in thread");
                }
            }
        }.start();
    }

View Code

运行结果是：

in thread
in thread
in thread
in thread
in thread
in thread
in thread

 二，定时器

 这里主要介绍

Timer和TimerTask两个类

Timer类是声明一个定时器类，声明的时候可以给这个类提供一个TimerTask类的对象，注意，我们追踪一下这个TimerTask类，看到源码如下：

 

public abstract class TimerTask implements Runnable { 
  public abstract void run();
................
}

也就是说，这个类继承了runnable接口，意思就是说这个类最终是要生成一个Thread来进行TimerTask里面的run方法的。由此可见，定时器就是定时生成一个新的线程，然后这个新线程来执行run方法里的操作来的。

至于Timer里不同的构造参数，可以参考sdk里面的相关内容来学习。定时器就讲到这里了。

三，线程互斥

在实际生活中，我们会出现很多线程使用一个资源的问题，这些线程可能会抢夺资源，或者在某一时间段内，只能一个线程来使用资源，这个时候我们就需要用synchronized来进行线程间的互斥，下面来介绍一下线程互斥的问题

首先，我们建一个类，或者在一个类里将可能共同访问的资源给他一把锁，锁住这个资源，如下所示

    public class test {
        public void displayit(String name) {
            synchronized (this) {
                for (int i = 0; i < name.length(); i++) {
                    System.out.print(name.charAt(i));
                }
                System.out.println();
            }
        }
    }

这个锁就是synchronized，锁住的是test这个对象，也就是说对这个对象的访问都需要看看这个对象是否已经被锁住

下面，我们开两个线程，来一直不停的访问这个对象，并输出访问内容，如下所示

    public void init() {
        final test2 t = new test2();
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                        t.displayit("leeyangyang");
                        
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                        t.displayit("weijunjun");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

View Code

然后我们在main方法里调用这个方法

public class Sync {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        new Sync().init();
    }
..............................
｝

最后我们得到的结果是：

leeyangyang
weijunjun
leeyangyang
weijunjun

然后再引伸一下，如果传递进去的是静态类，那么锁住的应该是什么参数呢？很明显，答案是静态类.class，具体的如下所示：

    public static class test2 {
        public void displayit(String name) {
            synchronized (test2.class) {
                for (int i = 0; i < name.length(); i++) {
                    System.out.print(name.charAt(i));
                }
                System.out.println();
            }
        }
    }

好了，线程互斥就介绍到这里了。

四，线程同步通信

进程间的通信是通过wait()和notify()来实现的，当等待一个资源时，用wait()方法，使用后，注意将资源释放或者重新标注一下，如下面所示，要实现的是子线程跑10次，然后主线程跑10次，然后子线程再跑10次，主线程跑10次，这样，一共持续50遍。

思路：

1，先实现主线程和子线程都跑10次50遍，

2，根据互斥规则，跑得时候，两者互不打扰

3，给一个信号，当子线程正在执行的时候，主线程会在等待，子线程执行完之后，通知一下等待的线程，然后主线程得到这个通知后，开启线程。

看下面代码：

public class Synch2 {
    public static void main(String[] args) {
        new Synch2().init();
    }

    public void init() {
        final test2 t = new test2();
        // 现开启一个子线程，然后根据子线程
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1; i <= 50; i++) {
                    t.sub(i);
                }
            }
        }).start();

        for (int i = 1; i < 50; i++) {
            synchronized (Synch2.class) {
                t.maintest(i);
            }
        }
    }

    public class test2 {
        boolean subUsed = true;

        public synchronized void sub(int i) {
            while (!subUsed) {
                try {
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
                System.out.println("inn the subthread, num=" + j + " and loop "
                        + i);
            }
            subUsed = false;
            this.notify();// 通知所有的正在等待的线程
        }

        public synchronized void maintest(int i) {
            while (subUsed) {
                try {
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
                System.out.println("inn the main thread, num=" + j
                        + " and loop " + i);
            }
            subUsed = true;
            this.notify();
        }
    }
}

View Code

这里有一个细节，就是在等待信号的时候，我们使用的是while,其实if也可以，但是我们使用的是while，原因是

可能其他原因导致了notify出现，但是while的条件仍不满足，这个时候，仍然会等待，但是如果是if的话，情况并不是这样

五，线程共享变量

线程内的变量在进行共享时，可以在外部新建一个map对，将变量放进去，然后，同一个线程内的对象可以共享变量

具体的代码如下

package cn.unis;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

public class SyncShare {
    final static Map<Thread , Object> maps = new HashMap<Thread, Object>();
    public static void main(String[] args) {
        new SyncShare().init();
    }
    
    public void init(){
        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                int data = new Random().nextInt(100);
                maps.put(Thread.currentThread(), data);
                new a().display();
                new b().display();
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                int data = new Random().nextInt(100);
                maps.put(Thread.currentThread(), data);
                new a().display();
                new b().display();
            }
        }).start();
    }
    
    public static class a{
        public void display(){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" get a data is " + maps.get(Thread.currentThread()));
        }
    }
    
    public static class b{
        public void display(){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" get b data is " + maps.get(Thread.currentThread()));
        }
    }
}

View Code

执行效果如下

Thread-0 get a data is 73
Thread-1 get a data is 89
Thread-0 get b data is 73
Thread-1 get b data is 89

 六，多线程访问共享对象和数据的方式

分为两种情况，

1，每个线程执行的代码相同，比如说售票系统等，可以使用同一个runnable对象，这个runnable对象中有那个共享数据

2，每个线程执行的代码不同，比如说一个相加，一个相减，这个时候就需要不同的runnable对象，具体的可以分为下面几种数据共享的方式

a,将共享数据封装带另外一个对象中，然后将这个对象逐一传递给各个runnable对象。每个线程对共享数据的操作方法也分配到那个对象身上去完成，这样容易实现针对该数据斤西瓜的每个操作的互斥和通信。

b,将这些runnable对象作为某一个类中的内部类，共享数据作为这个外部类中的成员变量，每个线程对共享数据的操作方法也分配给外部类，以便实现对共享数据进行的各个操作的互斥和通信，作为内部类的各个runnable对象调用外部类的这些方法

c,上面两种方法的组合，将共享数据封装到另外一个对象中，每个线程对共享数据的操作方法也分配到那个对象身上去完成，对象作为这个外部类中的成员变量货方法中的局部变量，每个线程的runnale 对象作为外部类中的成员内部类和局部内部类

d,总之，要同步互斥的几段代码最好是分别放在几个独立的方法中，这些方法再放到同一个类中，这样比较容易实现他们之间的同步互斥和通信