Java - JavaSE - 多线程

多线程

多线程创建的三种方式：

1. 继承 Thread 类，重写 run 方法。
2. 实现 Runnable 接口。
3. 实现 Callable 接口。这个方法比较编写代码比较复杂，是 JDK 1.5 出来的。

方式 1 和 方式 2 的区别：

1. extends 是继承，一般要增强类的功能使用，重写或添加方法。
2. implements 是实现接口。
3. 单继承和多实现。

Thread 类源码分析

从官方文档得到：

• JVM 是支持多线程的。
• 线程是有优先级的。当在线程中创建一个线程对象时，新对象的优先级和当前线程相同，当且仅当线程是守护线程，新的线程对象才能是守护线程。
• 创建线程的方式：继承 Thread 类；实现 Runnable 接口。

//继承 Thread 类
class PrimeThread extends Thread {
    long minPrime;
    PrimeThread(long minPrime) {
        this.minPrime = minPrime;
    }

    public void run() {
        // compute primes larger than minPrime
        . . .
    }
}

//给出调用方法
PrimeThread p = new PrimeThread(143);
p.start();

//实现 Runnable 接口
class PrimeRun implements Runnable {
    long minPrime;
    PrimeRun(long minPrime) {
        this.minPrime = minPrime;
    }

    public void run() {
        // compute primes larger than minPrime
        . . .
    }
}

//给出调用方法
PrimeRun p = new PrimeRun(143);
new Thread(p).start();

从源码级别可以看到这两种创建线程方法的区别，一个是直接创建继承 Thread 类的子类对象，子类对象可以直接调用 start 方法；另一个是使用了 Thread 类不同的构造器，传入的对象是一个实现了 Runnable 接口的类对象。

Thread.State - Thread 的内部枚举类

Thread 类从源码可以看到，线程一共有六种状态，分别是：

public enum State {
    //A thread that has not yet started is in this state. 
    //新建，刚刚 new 出来，还没有调用 start 方法
    NEW,
    
    //A thread executing in the Java virtual machine is in this state. 
    //线程在虚拟机中正在运行
    RUNNABLE,
    
    //A thread that is blocked waiting for a monitor lock is in this state.
    //被锁住了
    BLOCKED,
    
    //A thread that is waiting indefinitely for another thread to perform a particular action is in this state. 
    //处于等待状态
    WAITING,
    
    //A thread that is waiting for another thread to perform an action for up to a specified waiting time is in this state.
    //确定时间的等待状态
    TIMED_WAITING,
    
    //A thread that has exited is in this state. 
    //线程已经退出，即终结了
    TERMINATED;
}

感兴趣的同学可以再去看看源码。

synchronized

synchronized 简单解读

原理可以看这篇博客 https://www.cnblogs.com/paddix/p/5367116.html ，Object 类有一个隐式的 monitor，在调用 synchronized 修饰的方法时，会调用 monitorenter 指令，此时犹如房门上锁，房内存放的都是 synchronized 方法，这种加锁的方式很粗暴，业内称重量级锁。这种说法很容易理解，只需要选择一个方法使用却将很多同步方法一起锁住，妨碍了其他方法的调用，在并发编程中很少使用这种加锁方式。

Object 类的 notify notifyAll 和 wait 方法也需要 monitor 的作用，因此在使用这三个方法需要在 synchronized 修饰的方法或代码块下，由于三个方法都是 Object 类的 final 方法，意味着 Java 世界所有的对象都有这三个方法。

测试：不同线程调用同一对象的同步方法和非同步方法

public class SynchronizedTest01 {

    public static void main(String[] args) {
        Print print = new Print();
        new Thread(() -> {
            print.printA();
        }, "A").start();

        new Thread(() -> {
            print.printB();
        }, "B").start();


        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(4); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

        new Thread(() -> {
            print.printA();
        }, "A").start();

        new Thread(() -> {
            print.printX();
        }, "X").start();
    }
}

class Print {
    synchronized void printA() {
        System.out.println("我是 " + Thread.currentThread().getName() + " 线程，我已经调用了 printA() ，但是我要休息 3s");
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        System.out.println("A");
    }

    synchronized void printB() {
        System.out.println("我是 " + Thread.currentThread().getName() + " 线程，我等了 A 线程 3s ，这货终于好了，我赶紧打印");
        System.out.println("B");
    }

    void printX() {
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        System.out.println("我是 " + Thread.currentThread().getName() + " 线程，我看 A 线程要休息 3s ，我休息 1s 后赶紧打印");
        System.out.println("X");
    }
}

输出结果：对照 code 和输出的内容可以很好的理解。

我是 A 线程，我已经调用了 printA() ，但是我要休息 3s
A
我是 B 线程，我等了 A 线程 3s ，这货终于好了，我赶紧打印
B
我是 A 线程，我已经调用了 printA() ，但是我要休息 3s
我是 X 线程，我看 A 线程要休息 3s ，我休息 1s 后赶紧打印
X
A

结论：同一个对象，其同步方法不能同时调用，非同步方法不受此限制。