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[Java教程]JAVA多线程Thread VS Runnable详解


要求

    • 必备知识

      本文要求基本了解JAVA编程知识。

    • 开发环境

      windows 7/EditPlus

    • 演示地址

      源文件

 

进程与线程

进程是程序在处理机中的一次运行。一个进程既包括其所要执行的指令,也包括了执行指令所需的系统资源,不同进程所占用的系统资源相对独立。所以进程是重量级的任务,它们之间的通信和转换都需要操作系统付出较大的开销。

线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。所以线程是轻量级的任务,它们之间的通信和转换只需要较小的系统开销。

Java支持多线程编程,因此用Java编写的应用程序可以同时执行多个任务。Java的多线程机制使用起来非常方便,用户只需关注程序细节的实现,而不用担心后台的多任务系统。

Java语言里,线程表现为线程类。Thread线程类封装了所有需要的线程操作控制。在设计程序时,必须很清晰地区分开线程对象和运行线程,可以将线程对象看作是运行线程的控制面板。在线程对象里有很多方法来控制一个线程是否运行,睡眠,挂起或停止。线程类是控制线程行为的唯一的手段。一旦一个Java程序启动后,就已经有一个线程在运行。可通过调用Thread.currentThread方法来查看当前运行的是哪一个线程。

线程创建的两种方法

JAVA中创建线程可以通过继承Thread类和实现Runnable接口来创建一个线程。Runnable方式可以避免Thread 方式由于JAVA单继承特性带来的缺陷。Runnable的代码可以被多个线程(Thread实例)共享,适合于多个线程处理同一资源的情况。

  • 继承Thread类

class MyThread extends Thread{  .....  @Override  public void run(){  }}MyThread mt=new MyThread();mt.start();

  • 实现Runnable接口

class MyThread implements Runnable{  ....  @Override  public void run(){  }}MyThread mt=new MyThread();Thread td=new Thread(mt);sd.start();

Thread&Runnable分别模拟卖火车票

  • Thread方式

class MyThread extends Thread{  private int ticketsCont=5; //一共有5张火车票  private String name; //窗口, 也即是线程的名字  public MyThread(String name){    this.name=name;  }  @Override  public void run(){        while(ticketsCont>0){      ticketsCont--; //如果还有票,就卖掉一张票      System.out.println(name+"卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticketsCont);    }      }}public class TicketsThread{  public static void main(String args[]){        //创建三个线程,模拟三个窗口卖票    MyThread mt1=new MyThread("窗口1");    MyThread mt2=new MyThread("窗口2");    MyThread mt3=new MyThread("窗口3");    //启动三个线程,也即是窗口,开始卖票    mt1.start();    mt2.start();    mt3.start();  }}

  • Runnable方式

class MyThread2 implements Runnable{  private int ticketsCont=1000; //一共有5张火车票    @Override  public void run(){                while(true){         synchronized(this){          if(ticketsCont<=0){            break;          }          ticketsCont--; //如果还有票,就卖掉一张票                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticketsCont);                    /*try{            Thread.sleep(50); //通过阻塞程序来查看效果          }          catch(Exception e){            System.out.println(e);          }*/        }      }      }  /*@Override //不加同步锁  public void run(){    while(ticketsCont>0){      ticketsCont--; //如果还有票,就卖掉一张票      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticketsCont);    }  }*/}public class TicketsRunnable{  public static void main(String args[]){        MyThread2 mt=new MyThread2();    //创建三个线程来模拟三个售票窗口    Thread th1=new Thread(mt,"窗口1");    Thread th2=new Thread(mt,"窗口2");    Thread th3=new Thread(mt,"窗口3");    //启动三个线程,也即是三个窗口,开始卖票    th1.start();    th2.start();    th3.start();      }}

线程的生命周期

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  • 创建:新建一个线程对象,如Thread thd=new Thread()
  • 就绪:创建了线程对象后,调用了线程的start()方法(此时线程知识进入了线程队列,等待获取CPU服务 ,具备了运行的条件,但并不一定已经开始运行了)
  • 运行:处于就绪状态的线程,一旦获取了CPU资源,便进入到运行状态,开始执行run()方法里面的逻辑
  • 终止:线程的run()方法执行完毕,或者线程调用了stop()方法,线程便进入终止状态
  • 阻塞:一个正在执行的线程在某些情况系,由于某种原因而暂时让出了CPU资源,暂停了自己的执行,便进入了阻塞状态,如调用了sleep()方法

线程的分类

  • 用户线程:运行在前台,执行具有的任务程序的主线程,连接网络的子线程等都是用户线程
  • 守护线程:运行在后头,为其他前台线程服务。一旦所有用户线程都结束运行,守护线程会随JVM一起结束工作。可以通过调用Thread类的setDaemon(true)方法来设置当前的线程为守护线程,该方法必须在start()方法之前调用,否则会抛出 IllegalThreadStateException异常。在守护线程中产生的新线程也是守护线程。不是所有的任务都可以分配给守护线程来执行,比如读写操作或者计算逻辑。

守护线程测试案例

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场景:一个主线程,一个守护线程,守护线程会在很长一段时间内向本地文件中写入数据,主线程进入阻塞状态等待用户的输入,一旦确认了用户的输入阻塞就会解除掉,主线程继续运行直到结束,守护线程也会随虚拟机一同结束。

import java.io.*;import java.util.Scanner;class Daemon implements Runnable{  @Override  public void run(){    System.out.println("进入守护线程");    try{      writeToFile();    }    catch(Exception e){      e.printStackTrace();    }    System.out.println("退出守护线程");  }  private void writeToFile() throws Exception{      File filename=new File("F:/慕课网(imooc)/细说多线程之Thread VS Runnable/daemon.txt");      OutputStream os=new FileOutputStream(filename,true);      int count=0;      while(count<999){        os.write(("\r\nword"+count).getBytes());        System.out.println("守护线程"+Thread.currentThread().getName()+"向文件中写入word"+count++);        Thread.sleep(1000);      }  }}public class DaemonThreadDemo{  public static void main(String args[]){    System.out.println("进入主线程"+Thread.currentThread().getName());    Daemon daemonThread=new Daemon();    Thread thread =new Thread(daemonThread);    thread.setDaemon(true);    thread.start();    Scanner sc=new Scanner(System.in);    sc.next();    System.out.println("退出主线程"+Thread.currentThread().getName());      }}

测试结果

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使用jstack生成线程快照

jstack工具到jdk安装目录bin文件夹下。jstack能生成JVM当前时刻线程的快照(threaddump, 即当前进程中所有线程的信息)。帮助定位程序问题出现的原因,如长时间停顿、CPU占用率过高等。

使用方法

jstack [-l] <pid> : [-l]可有可无,表示关于锁的二位信息;<pid>表示进程ID。

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总结

建议使用Runnable这种方式创建线程。 程序中的同一资源指的是同一个Runnable对象。安全的卖票程序中需要加入同步synchronized。

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作者:Li-Cheng
出处: http://www.cnblogs.com/Li-Cheng/p/4332179.html
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