线程的生命周期及五种基本状态
如图所示:
上图中基本上囊括了java中多线程各重要知识点。主要包括:java线程具有五种基本状态
新建状态(New):当线程对象创建后,即进入新建状态,如:Thread t = new Thread();
就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法(如:t.start();),线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程,只是说明线程做好了准备,随时等待cpu的调度执行,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,暂时放弃了CPU的使用权,停止执行,此时就进入了阻塞状态,直到其再次进入就绪状态,才有机会再次被CPU进行调度,进入运行状态。根据阻塞产生的原因不同,阻塞状态可分为三种不同的状态:- 等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,使本线程进入等待阻塞状态;
- 同步阻塞:线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其他线程所占用),它会进入同步阻塞状态;
- 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,线程重新进入就绪状态
死亡状态(dead):线程执行完毕或者因为异常退出run()方法时该线程结束生命周期
java多线程的创建及及启动
java中线程的创建常见有三种基本形式
方法一:继承Thread类,重写该类的run()方法
class MyThread extends Thread{
private int i;
@Override
public void run(){
for(i = 0;i < 100;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
}
}
}
public class ThreadTest{
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0;i < 100;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
if (i == 30) {
Thread myThread1 = new MyThread();//创建一个新的线程MyThread1,此线程进入新建状态
Thread myThread2 = new MyThread();//创建一个新的线程MyThread2,此线程进入新建状态
myThread1.start();//调用start方法进入就绪状态
myThread2.start();//调用start方法进入就绪状态
}
}
}
}
如上所示,继承Thread类,通过重写run()方法定义了一个新的线程类MyThread,其中run()方法的方法体代表了线程需要要完成的任务,称之为线程执行体。当创建此线程对象对象时一个新的线程得以创建,并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法,使得该线程进入就绪状态,此时此线程并不一定会马上的得以执行,这取决于CPU调度时机
方法二:实现Runnable接口,并重写该接口的run()方法,该run()方法同样是线程执行体,创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread类的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象
//实现Runnable接口
class MyRunnable implements Runnable{
private int i;
@Override
public void run(){
for(i = 0;i < 100;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
}
}
}
public class ThreadTest{
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0;i < 100;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
if (i == 30) {
Runnable myRunnable = new MyRunnable();//创建Runnable实现类对象
Thread myThread1 = new Thread(myRunnable);//将myRunnable作为Thread target创建新的线程
Thread myThread2 = new Thread(myRunnable);
myThread1.start();//调用start方法进入就绪状态
myThread2.start();//调用start方法进入就绪状态
}
}
}
}
方法三:使用Callable和Future接口创建线程线程。
具体操作:创建Callable接口的实现类,并实现call()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象,且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程
class MyCallable implements Callable<Integer>{
private int i;
@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum =0;
for(;i<100;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " "+i);
sum +=i;
}
return sum;
}
}
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Callable<Integer> myCallable = new MyCallable();
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable);
for(int i=0;i < 100;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " "+i);
if(i == 30) {
Thread thread = new Thread(ft);
thread.start();
}
}
System.out.println("主线程for循环执行完毕。。");
try {
int sum = ft.get();
System.out.println("sum="+sum);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
首先,在实现Callable接口中,此时不再是run()方法,而是call()方法,此时call()方法作为线程执行体,同时还具有返回值!在创建新的线程时,是通过FutureTask来包装Mycallable对象,同时作为Thread对象的target。下面是FutureTask类的定义:
1 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
2
3 //....
4
5 }
1 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
2
3 void run();
4
5 }
通过上面代码可以了解到,FutureTask类实际上是同时实现Runnable和Future接口,由此才使得其具有Future和Runnable双重特性,通过Runnable特性,可以Thread对象的target,而Future特性,使得其可以取得新创建线程中的call()方法中的返回值。
反复执行程序,对比每次结果,可以发现sum = 4950永远是最后输出的,而“主程序for循环执行完毕..”可能是在子线程的循环中间输出。
原因在于:cpu的线程调度机制是异步的,所以“主程序for循环执行完毕..”出现的位置不确定。而sum=4950最后输出是因为。通过ft.get()方法获取子线程call()方法的返回值时,当子线程此方法还未完毕,ft.get()方法会一直阻塞,直到call()方法执行完毕才能取到返回值。
注意:不能对同一线程对象两次调用start()方法
Thread和Runnable之间的区别
//继承Thread类
class MyThread extends Thread{
private int i;
public MyThread(Runnable runnable){
super(runnable);
}
@Override
public void run(){
for(i = 0;i < 100;i++){
System.out.println("Thread\t"+Thread.currentThread().getName() + " "+i);
}
}
}
//实现Runnable接口
class MyRunnable implements Runnable{
private int i;
@Override
public void run(){
for(i = 0;i < 100;i++){
System.out.println("Runnable\t"+Thread.currentThread().getName() + " "+i);
}
}
}
public class ThreadTest{
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0;i < 100;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
if (i == 30) {
Runnable myRunnable = new MyRunnable();//创建Runnable实现类对象
Thread myThread1 = new MyThread(myRunnable);//将myRunnable作为Thread target创建新的线程
myThread1.start();//调用start方法进入就绪状态
}
}
}
}
与实现Runnable接口创建线程方式相似,不同的地方在于
Thread myThread1 = new MyThread(myRunnable);
通过运行上述实例,可以创建线程,线程执行体是MyThread类的中run()方法。其实原因很简单,因为Thread类本身也是实现Runnable接口,而run()方法最先是在Runnable接口中定义的方法。
1 public interface Runnable {
2
3 public abstract void run();
4
5 }
Thread类中对Runnable接口中run()方法的实现:
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
当执行Thread类中的run()方法时,会首先判断target是否存在,存在则执行target中的run()方法,也就是实现Runnable接口并重写了run()方法的类中的run()方法。但由于多态的存在,根本就没有执行到Thread类中的run()方法,而是直接先执行了运行时类型即MyThread类中的run()方法