详解Thread多线程

如何创建线程

Java 中创建线程的方法有三种：

1. 继承 Thread 类创建线程

• 新建一个类继承 Thread 类，并重写 Thread 类的 run() 方法。
• 创建 Thread 子类的实例。
• 调用该子类实例的 start() 方法启动该线程。

代码举例如下：

public class HelloThread1 {
    static class ThreadDemo extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello Thread");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        threadDemo.start();
    }
}

2.实现 Runnable 接口创建线程:

• 创建一个类实现 Runnable 接口，并重写该接口的 run() 方法。
• 创建该实现类的实例。
• 将该实例传入 Thread(Runnable r) 构造方法中创建 Thread 实例。
• 调用该 Thread 线程对象的 start() 方法。

代码举例如下：

public class HelloThread1 {
    static class ThreadDemo extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello Thread");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        threadDemo.start();
    }
}

3. 使用 Callable 和 FutureTask 创建线程:

• 创建一个类实现 Callable 接口，并重写 call() 方法。
• 创建该 Callable 接口实现类的实例。
• 将 Callable 的实现类实例传入 FutureTask(Callable callable) 构造方法中创建 FutureTask 实例。
• 将 FutureTask 实例传入 Thread(Runnable r) 构造方法中创建 Thread 实例。
• 调用该 Thread 线程对象的 start() 方法。
• 调用 FutureTask 实例对象的 get() 方法获取返回值。

代码举例如下：

public class HelloThread3 {
    static class ThreadDemo implements Callable<String> {
        @Override
        public String call() {
            System.out.println("Hello Thread");
            return "Callable return value";
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(threadDemo);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        try {
            System.out.println(futureTask.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

线程的生命周期

关于Java中线程的生命周期，首先看一下下面这张图：

上图中基本上囊括了Java中多线程各重要知识点。掌握了上图中的各知识点，Java中的多线程也就基本上掌握了。

线程的基本状态

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();

就绪状态（Runnable）：当调用方法t.start()时，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；同样还有几种情况会进行就绪状态，请参见上图。

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；

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。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：请参见上图。

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。

线程的基本操作

sleep：使当前线程休眠指定毫秒

yield：使当前线程让出CPU，从运行状态转到可运行状态。注意仅仅是让出，让出之后也会加入到抢占资源的队伍中。

join：把指定的线程加入到当前线程，比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B

线程停止：

Thread本身提供了一个stop方法，但是这个不推荐使用。因为使用stop的时候会暴力终止线程，从而造成数据不一致。

优雅的停止线程的代码举例如下：

public class StopThread {
    static class ThreadDemo extends Thread {
        volatile boolean stopMe = false;
        public void stopMe(){
            this.stopMe=true;
        }
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                if (stopMe) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        threadDemo.start();
        threadDemo.stopMe();
    }
}

以一个volatile修饰的变量stopMe来控制线程的停止。

线程中断：

线程中断的相关方法分别是这三个

public void interrupt() ; //中断线程
public boolean isInterrupted(); //判断线程是否被中断
public static boolean interrupted(); //判断线程是否被中断，并清除当前中断状态

线程中断的代码举例如下：

public class InterruptThread {
    static class ThreadDemo extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("程序结束");
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        threadDemo.start();
        threadDemo.interrupt();
    }
}

wait 和notify

这两个方法是JDK为了支持多线程之间的协作而提供的。

当在线程A中调用了obj.wait()方法时，线程A会停止执行进入等待状态。直到其他线程调用obj.notify()时才会进入阻塞状态继而等待获取锁。

请看下方示例代码

package cn.shiyujun.thread.hellothread;

/**
 * d
 *
 * @author syj
 * CreateTime 2019/03/19
 * describe:WaitNotify测试demo
 */
public class WaitNotifyThread {
    public static Object obj = new Object();

    static class WaitThreadDemo extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj) {
                try {
                    System.out.println("WaitThread wait,time=" + System.currentTimeMillis());
                    obj.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("WaitThread end,time=" + System.currentTimeMillis());
            }
        }
    }

    static class NotifyThreadDemo extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj) {
                System.out.println("NotifyThread notify,time=" + System.currentTimeMillis());
                obj.notify();
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("NotifyThread end,time=" + System.currentTimeMillis());
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        WaitThreadDemo waitThreadDemo = new WaitThreadDemo();
        NotifyThreadDemo notifyThreadDemo = new NotifyThreadDemo();
        waitThreadDemo.start();
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        notifyThreadDemo.start();
    }
}

在上方的代码中，Wait线程会首先获取到obj的锁，当它执行wait方法时就会释放obj的锁并进入等待状态。这个时候Notify线程可以获取到obj的锁，并且唤醒Wait线程，但是因为此时Notify线程是睡眠了2秒钟之后才释放的obj的锁，所以Wait线程获取锁的时候Notify线程已经执行完毕了。

此程序的运行结果：

WaitThread wait,time=1553088237753
NotifyThread notify,time=1553088237862
NotifyThread end,time=1553088239867
WaitThread end,time=1553088239867

suspen和resume

它们两个的功能是挂起线程和继续执行，被suspen挂起的线程必须被resume唤醒才可以继续执行。乍看起来 可以实现wait和notify的功能，不过我可不推荐你使用它们，和wait之后会释放锁不同，suspen挂起之后依然会持有锁，这个可就非常危险了。

线程组

在一个系统中如果线程数量众多而又功能比较一致，就可以把这些线程放到一个线程组里。

线程组示例代码：

public class ThreadGroupDemo {
    static class ThreadDemo extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                System.out.println("I am "+Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()+"-"+Thread.currentThread().getName());
                try {
                    sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadGroup threadGroup=new ThreadGroup("groupDemo");
        Thread t1=new Thread(threadGroup,new ThreadDemo(),"t1");
        Thread t2=new Thread(threadGroup,new ThreadDemo(),"t2");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

守护线程

在线程的世界里，由我们自己创建的线程叫用户线程。而一些系统创建的线程，如垃圾回收线程等被称之为守护线程，如果想要把一个用户线程设置为守护线程可以在线程的调用线程的start方法前设置线程的daemon属性为true；

t1.setDaemon(true);

当一个程序中只有守护线程的时候这个程序也就要结束了。

线程的优先级

Java中的线程可以有自己的优先级，优先级高的线程在进行资源抢占的时候往往会更有优势。线程饥饿现象就是由于线程的优先级低无法抢占资源而引起的。

在Java中线程的优先级可以设置的范围是1到10之间，数字越大优先级越高。Java线程创建默认的优先级是5，我们可以线程start之前通过如下方式设置线程的优先级。

t1.setPriority(1);

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