在Java语言产生前 传统的程序设计语言的程序同一时刻只能单任务操作 效率非常低 例如程序往往在接收数据输入时发生阻塞 只有等到程序获得数据后才能继续运行 随着Internet的迅猛发展 这种状况越来越不能让人们忍受 如果网络接收数据阻塞 后台程序就处于等待状态而不继续任何操作 而这种阻塞是经常会碰到的 此时CPU资源被白白的闲置起来 如果在后台程序中能够同时处理多个任务 该多好啊！应Internet技术而生的Java语言解决了这个问题 多线程程序是Java语言的一个很重要的特点 在一个Java程序中 我们可以同时并行运行多个相对独立的线程 例如 我们如果创建一个线程来进行数据输入输出 而创建另一个线程在后台进行其它的数据处理 如果输入输出线程在接收数据时阻塞 而处理数据的线程仍然在运行 多线程程序设计大大提高了程序执行效率和处理能力

线程的创建

我们知道Java是面向对象的程序语言 用Java进行程序设计就是设计和使用类 Java为我们提供了线程类Thread来创建线程 创建线程与创建普通的类的对象的操作是一样的 而线程就是Thread类或其子类的实例对象 下面是一个创建启动一个线程的语句

Thread thread =new Thread()file://声明一个对象实例 即创建一个线程

Thread run()file://用Thread类中的run()方法启动线程

从这个例子 我们可以通过Thread（）构造方法创建一个线程 并启动该线程 事实上 启动线程 也就是启动线程的run（）方法 而Thread类中的run（）方法没有任何操作语句 所以这个线程没有任何操作 要使线程实现预定功能 必须定义自己的run（）方法 Java中通常有两种方式定义run（）方法

通过定义一个Thread类的子类 在该子类中重写run（）方法 Thread子类的实例对象就是一个线程 显然 该线程有我们自己设计的线程体run（）方法 启动线程就启动了子类中重写的run（）方法

通过Runnable接口 在该接口中定义run（）方法的接口 所谓接口跟类非常类似 主要用来实现特殊功能 如复杂关系的多重继承功能 在此 我们定义一个实现Runnable（） 接口的类 在该类中定义自己的run（）方法 然后以该类的实例对象为参数调用Thread类的构造方法来创建一个线程

线程被实际创建后处于待命状态 激活（启动）线程就是启动线程的run（）方法 这是通过调用线程的start（）方法来实现的

下面一个例子实践了如何通过上述两种方法创建线程并启动它们

// 通过Thread类的子类创建的线程 　 class thread extends Thread { file://自定义线程的run()方法 　 public void run() { 　 System out println( Thread is running… )} 　 } 　 file://通过Runnable接口创建的另外一个线程 class thread implements Runnable 　 { file://自定义线程的run()方法 public void run() { 　 System out println( Thread is running… )} 　 } 　 file://程序的主类 　 class Multi_Thread file://声明主类 { 　 plubic static void mail(String args[]) file://声明主方法 { 　 thread threadone=new thread ()file://用Thread类的子类创建线程 　 Thread threado=new Thread(new thread ())file://用Runnable接口类的对象创建线程 　 threadone start()threado start()file://strat()方法启动线程 } 　 }

运行该程序就可以看出 线程threadone和threado交替占用CPU 处于并行运行状态 可以看出 启动线程的run()方法是通过调用线程的start()方法来实现的(见上例中主类) 调用start()方法启动线程的run()方法不同于一般的调用方法 调用一般方法时 必须等到一般方法执行完毕才能够返回start()方法 而启动线程的run()方法后 start()告诉系统该线程准备就绪可以启动run()方法后 就返回start()方法执行调用start()方法语句下面的语句 这时run()方法可能还在运行 这样 线程的启动和运行并行进行 实现了多任务操作

线程的优先级

对于多线程程序 每个线程的重要程度是不尽相同 如多个线程在等待获得CPU时间时 往往我们需要优先级高的线程优先抢占到CPU时间得以执行 又如多个线程交替执行时 优先级决定了级别高的线程得到CPU的次数多一些且时间多长一些 这样 高优先级的线程处理的任务效率就高一些

Java中线程的优先级从低到高以整数 ~ 表示 共分为 级 设置优先级是通过调用线程对象的setPriority()方法 如上例中 设置优先级的语句为

thread threadone=new thread ()file://用Thread类的子类创建线程

Thread threado=new Thread(new thread ())file://用Runnable接口类的对象创建线程

threadone setPriority( )file://设置threadone的优先级

threado setPriority( )file://设置threado的优先级

threadone start()threado start()file://strat()方法启动线程

这样 线程threadone将会优先于线程threado执行 并将占有更多的CPU时间 该例中 优先级设置放在线程启动前 也可以在启动后进行设置 以满足不同的优先级需求

线程的（同步）控制

一个Java程序的多线程之间可以共享数据 当线程以异步方式访问共享数据时 有时候是不安全的或者不和逻辑的 比如 同一时刻一个线程在读取数据 另外一个线程在处理数据 当处理数据的线程没有等到读取数据的线程读取完毕就去处理数据 必然得到错误的处理结果 这和我们前面提到的读取数据和处理数据并行多任务并不矛盾 这儿指的是处理数据的线程不能处理当前还没有读取结束的数据 但是可以处理其它的数据

如果我们采用多线程同步控制机制 等到第一个线程读取完数据 第二个线程才能处理该数据 就会避免错误 可见 线程同步是多线程编程的一个相当重要的技术

在讲线程的同步控制前我们需要交代如下概念

用Java关键字synchonized同步对共享数据操作的方法

在一个对象中 用synchonized声明的方法为同步方法 Java中有一个同步模型 监视器 负责管理线程对对象中的同步方法的访问 它的原理是 赋予该对象唯一一把 钥匙 当多个线程进入对象 只有取得该对象钥匙的线程才可以访问同步方法 其它线程在该对象中等待 直到该线程用wait（）方法放弃这把钥匙 其它等待的线程抢占该钥匙 抢占到钥匙的线程后才可得以执行 而没有取得钥匙的线程仍被阻塞在该对象中等待

file://声明同步的一种方式 将方法声明同步

class store　 {public synchonized void store_in(){… }public synchonized void store_out(){　 … }}

  利用wait（） notify（）及notifyAll（）方法发送消息实现线程间的相互联系

Java程序中多个线程通过消息来实现互动联系的 这几种方法实现了线程间的消息发送 例如定义一个对象的synchonized 方法 同一时刻只能够有一个线程访问该对象中的同步方法 其它线程被阻塞 通常可以用notify（）或notifyAll（）方法唤醒其它一个或所有线程 而使用wait（）方法来使该线程处于阻塞状态 等待其它的线程用notify（）唤醒

一个实际的例子就是生产和销售 生产单元将产品生产出来放在仓库中 销售单元则从仓库中提走产品 在这个过程中 销售单元必须在仓库中有产品时才能提货 如果仓库中没有产品 则销售单元必须等待

程序中 假如我们定义一个仓库类store 该类的实例对象就相当于仓库 在store类中定义两个成员方法 store_in（） 用来模拟产品制造者往仓库中添加产品 strore_out（）方法则用来模拟销售者从仓库中取走产品 然后定义两个线程类 customer类 其中的run（）方法通过调用仓库类中的store_out（）从仓库中取走产品 模拟销售者 另外一个线程类producer中的run（）方法通过调用仓库类中的store_in（）方法向仓库添加产品 模拟产品制造者 在主类中创建并启动线程 实现向仓库中添加产品或取走产品

如果仓库类中的store_in（） 和store_out（）方法不声明同步 这就是个一般的多线程 我们知道 一个程序中的多线程是交替执行的 运行也是无序的 这样 就可能存在这样的问题

仓库中没有产品了 销售者还在不断光顾 而且还不停的在 取 产品 这在现实中是不可思义的 在程序中就表现为负值 如果将仓库类中的stroe_in（）和store_out（）方法声明同步 如上例所示 就控制了同一时刻只能有一个线程访问仓库对象中的同步方法 即一个生产类线程访问被声明为同步的store_in（）方法时 其它线程将不能够访问对象中的store_out（）同步方法 当然也不能访问store_in（）方法 必须等到该线程调用wait（）方法放弃钥匙 其它线程才有机会访问同步方法

lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27301

作者 natrium 一 理解多线程多线程是这样一种机制 它允许在程序中并发执行多个指令流 每个指令流都称为一个线程 彼此间互相独立 线程又称为轻量级进程 它和进程一样拥有独立的执行控制 由操作系统负责调度 区别在于线程没有独立的存储空间 而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间 这使得线程间的通信远较进程简单 多个线程的执行是并发的 也就是在逻辑上 同时 而不管是否是物理上的 同时 如果系统只有一个CPU 那么真正的 同时 是不可能的 但是由于CPU的速度非常快 用户感觉不到其中的区别 因此我们也不用关心它 只需要设想各个线程是同时执行即可 多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于 由于各个线程的控制流彼此独立 使得各个线程之间的代码是乱序执行的 由此带来的线程调度 同步等问题 将在以后探讨 二 在Java中实现多线程我们不妨设想 为了创建一个新的线程 我们需要做些什么？很显然 我们必须指明这个线程所要执行的代码 而这就是在Java中实现多线程我们所需要做的一切！真是神奇！Java是如何做到这一点的？通过类！作为一个完全面向对象的语言 Java提供了类 java lang Thread 来方便多线程编程 这个类提供了大量的方法来方便我们控制自己的各个线程 我们以后的讨论都将围绕这个类进行 那么如何提供给 Java 我们要线程执行的代码呢？让我们来看一看 Thread 类 Thread 类最重要的方法是 run() 它为Thread 类的方法 start() 所调用 提供我们的线程所要执行的代码 为了指定我们自己的代码 只需要覆盖它！方法一 继承 Thread 类 覆盖方法 run() 我们在创建的 Thread 类的子类中重写 run() 加入线程所要执行的代码即可 下面是一个例子 public class MyThread extends Thread {int count= numberpublic MyThread(int num) {number = numSystem out println( 创建线程 + number)}public void run() {while(true) {System out println( 线程 + number + :计数 + count)if(++count== ) return}}public static void main(String args[]) {for(int i = i <5i++) new MyThread(i+1).start()}}这种方法简单明了，符合大家的习惯，但是，它也有一个很大的缺点，那就是如果我们的类已经从一个类继承（如小程序必须继承自 Applet 类），则无法再继承 Thread 类，这时如果我们又不想建立一个新的类，应该怎么办呢？我们不妨来探索一种新的方法：我们不创建 Thread 类的子类，而是直接使用它，那么我们只能将我们的方法作为参数传递给 Thread 类的实例，有点类似回调函数。.WINgWIT.但是 Java 没有指针，我们只能传递一个包含这个方法的类的实例。那么如何限制这个类必须包含这一方法呢？当然是使用接口！（虽然抽象类也可满足，但是需要继承，而我们之所以要采用这种新方法，不就是为了避免继承带来的限制吗？）Java 提供了接口 java.lang.Runnable 来支持这种方法。方法二：实现 Runnable 接口Runnable 接口只有一个方法 run()，我们声明自己的类实现 Runnable 接口并提供这一方法，将我们的线程代码写入其中，就完成了这一部分的任务。但是 Runnable 接口并没有任何对线程的支持，我们还必须创建 Thread 类的实例，这一点通过 Thread 类的构造函数public Thread(Runnable target)来实现。下面是一个例子：public class MyThread implements Runnable {int count= 1, numberpublic MyThread(int num) {number = numSystem.out.println("创建线程 " + number)}public void run() {while(true) {System.out.println("线程 " + number + ":计数 " + count)if(++count== 6) return} }public static void main(String args[]) {for(int i = 0i <5i++) new Thread(new MyThread(i+1)).start()}}严格地说，创建 Thread 子类的实例也是可行的，但是必须注意的是，该子类必须没有覆盖 Thread 类的 run 方法，否则该线程执行的将是子类的 run 方法，而不是我们用以实现Runnable 接口的类的 run 方法，对此大家不妨试验一下。使用 Runnable 接口来实现多线程使得我们能够在一个类中包容所有的代码，有利于封装，它的缺点在于，我们只能使用一套代码，若想创建多个线程并使各个线程执行不同的代码，则仍必须额外创建类，如果这样的话，在大多数情况下也许还不如直接用多个类分别继承 Thread 来得紧凑。综上所述，两种方法各有千秋，大家可以灵活运用。下面让我们一起来研究一下多线程使用中的一些问题。三：线程的四种状态1. 新状态：线程已被创建但尚未执行（start() 尚未被调用）。2. 可执行状态：线程可以执行，虽然不一定正在执行。CPU 时间随时可能被分配给该线程，从而使得它执行。3. 死亡状态：正常情况下 run() 返回使得线程死亡。调用 stop()或 destroy() 亦有同样效果，但是不被推荐，前者会产生异常，后者是强制终止，不会释放锁。4. 阻塞状态：线程不会被分配 CPU 时间，无法执行。四：线程的优先级 线程的优先级代表该线程的重要程度，当有多个线程同时处于可执行状态并等待获得 CPU 时间时，线程调度系统根据各个线程的优先级来决定给谁分配 CPU 时间，优先级高的线程有更大的机会获得 CPU 时间，优先级低的线程也不是没有机会，只是机会要小一些罢了。你可以调用 Thread 类的方法 getPriority() 和 setPriority()来存取线程的优先级，线程的优先级界于1(MIN_PRIORITY)和10(MAX_PRIORITY)之间，缺省是5(NORM_PRIORITY)。五：线程的同步由于同一进程的多个线程共享同一片存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突这个严重的问题。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突，有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问。由于我们可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需针对方法提出一套机制，这套机制就是 synchronized 关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。1. synchronized 方法：通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法。如：public synchronized void accessVal(int newVal)synchronized 方法控制对类成员变量的访问：每个类实例对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例，其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态（因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁），从而有效避免了类成员变量的访问冲突（只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized）。在 Java 中，不光是类实例，每一个类也对应一把锁，这样我们也可将类的静态成员函数声明为 synchronized ，以控制其对类的静态成员变量的访问。synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率，典型地，若将线程类的方法 run() 声明为 synchronized ，由于在线程的整个生命期内它一直在运行，因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。当然我们可以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中，将其声明为 synchronized ，并在主方法中调用来解决这一问题，但是 Java 为我们提供了更好的解决办法，那就是 synchronized 块。2. synchronized 块：通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。语法如下： synchronized(syncObject) {//允许访问控制的代码}synchronized 块是这样一个代码块，其中的代码必须获得对象 syncObject （如前所述，可以是类实例或类）的锁方能执行，具体机制同前所述。由于可以针对任意代码块，且可任意指定上锁的对象，故灵活性较高。六：线程的阻塞为了解决对共享存储区的访问冲突，Java 引入了同步机制，现在让我们来考察多个线程对共享资源的访问，显然同步机制已经不够了，因为在任意时刻所要求的资源不一定已经准备好了被访问，反过来，同一时刻准备好了的资源也可能不止一个。为了解决这种情况下的访问控制问题，Java 引入了对阻塞机制的支持。阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生（如某资源就绪），学过操作系统的同学对它一定已经很熟悉了。Java 提供了大量方法来支持阻塞，下面让我们逐一分析。1. sleep() 方法：sleep() 允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数，它使得线程在指定的时间内进入阻塞状态，不能得到CPU 时间，指定的时间一过，线程重新进入可执行状态。典型地，sleep() 被用在等待某个资源就绪的情形：测试发现条件不满足后，让线程阻塞一段时间后重新测试，直到条件满足为止。2. suspend() 和 resume() 方法：两个方法配套使用，suspend()使得线程进入阻塞状态，并且不会自动恢复，必须其对应的resume() 被调用，才能使得线程重新进入可执行状态。典型地，suspend() 和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形：测试发现结果还没有产生后，让线程阻塞，另一个线程产生了结果后 lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27622

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