五分钟带你详细理解Java多线程

多线程

在传统的操作系统中，程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。在未配置 OS

的系统中，程序的执行方式是顺序执行，即必须在一个程序执行完后，才允许另一个程序执行；在多道程序环境下，则允许多个程序并发执行。程序的这两种执行方式间有着显著的不同。也正是程序并发执行时的这种特征，才导致了在操作系统中引入进程的概念。

自从在 20 世纪 60 年代人们提出了进程的概念后，在 OS 中一直都是以进程作为能拥有资源和独立运行的基本单位的。直到 20 世纪 80年代中期，人们又提出了比进程更小的能独立运行的基本单位——线程(Thread)，试图用它来提高系统内程序并发执行的程度，从而可进一步提高系统的吞吐量。特别是在进入20 世纪 90年代后，多处理机系统得到迅速发展，线程能比进程更好地提高程序的并行执行程度，充分地发挥多处理机的优越性，因而在近几年所推出的多处理机 OS中也都引入了线程，以改善 OS 的性能。

----------------以上摘自《计算机操作系统-汤小丹等编著-3 版》

进程的概念

就是正在运行的程序。也就是代表了程序锁占用的内存区域。

特点

独立性：进程是系统中独立存在的实体，它可以拥有自己的独立的资源，每一个进程都拥有自己私有的地址空间。在没有经过进程本身允许的情况下，一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。
动态性：进程与程序的区别在于，程序只是一个静态的指令集合，而进程是一个正在系统中活动的指令集合。在进程中加入了时间的概念，进程具有自己的生命周期和各种不同的状态，这些概念在程序中都是不具备的。
并发性：多个进程可以在单个处理器上并发执行，多个进程之间不会互相影响。

线程的概念

线程（thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一个进程可以开启多个线程。
多线程扩展了多进程的概念，使得同一个进程可以同时并发处理多个任务。
简而言之，一个程序运行后至少一个进程，一个进程里包含多个线程。
如果一个进程只有一个线程，这种程序被称为单线程。
如果一个进程中有多条执行路径被称为多线程程序。

进程和线程的关系
在这里插入图片描述
从上图中可以看出一个操作系统中可以有多个进程，一个进程中可以有多个线程，每个进程有自己独立的内存，每个线程共享一个进程中的内存，每个线程又有自己独立的内存。（记清这个关系，非常重要！）所以想使用线程技术，得先有进程，进程的创建是OS创建的，你能实现吗？不能，一般都是c或者c++语言完成的。

多线程的特性

随机性

线程状态

线程生命周期，总共有五种状态：
1) 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()；
2) 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；
3) 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；
4) 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；
5) 根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

a) 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；

b) 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；

c) 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。

6) 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。

多线程创建1：继承Thread

Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例，代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。Start()方法是一个native方法，它将通知底层操作系统，最终由操作系统启动一个新线程，操作系统将执行run()方法。这种方式实现多线程很简单，通过自己的类直接extend Thread，并复写run()方法，就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。(模拟开启多个线程，每个线程调用run()方法.)

常用方法

String getName()

      返回该线程的名称。

static Thread currentThread()

      返回对当前正在执行的线程对象的引用。

void setName(String name)

      改变线程名称，使之与参数 name 相同。

static void sleep(long millis)

 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。

void start()

      使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。

Thread(String name)

      分配新的 Thread 对象。

测试

public class Test1  {
    public static void main(String[] args) {
       //3、创建线程对象
       ThreadDemo t1 = new ThreadDemo("钢铁侠");
       ThreadDemo t2 = new ThreadDemo("美队");
       //4、开启线程：谁抢到资源谁就先执行
       t1.start();
       t2.start();
       //t1.run();//当做常规方法调用，且 不会发生多线程现象
    }
}

//1、作为Thread的子类，并重写run方法。把多线程的业务写在run方法中
class ThreadDemo extends Thread{  
public ThreadDemo() {}
    public ThreadDemo(String name) {
       super(name);
    } 
    @Override
    public void run() {
       //2、默认实现是super.run();
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
           System.out.println(getName()+i);
       }
    }
}

多线程创建2：实现Runnable接口

如果自己的类已经extends另一个类，就无法多继承，此时，可以实现一个Runnable接口。

常用方法

void run()

      使用实现接口 Runnable 的对象创建一个线程时，启动该线程将导致在独立执行的线程中调用对象的 run 方法。

测试

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
       MyThread t = new MyThread ();
       //2，构造创建对象，传入Runnable子类
       Thread target = new Thread(t); 
	   Thread target2 = new Thread(t);
       //开启线程
       target.start();
       target2.start();
    }
}

//1，实现Runnable接口，重写run()
class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
       }
    }
}