Java Thread多執行緒全面解析

多線程是java中很重要的知識點，在此小編給大家總結Java Thread多線程，非常有用，希望大家可以掌握哦。

一.線程的生命週期及五種基本狀態

關於Java中線程的生命週期，首先看一下下面這張較為經典的圖：

上圖中基本上囊括了Java中多線程各重要知識點。掌握了上圖中的各知識點，Java中的多執行緒基本上也掌握了。主要包括：

Java執行緒具有五種基本狀態

新建狀態（New）：當執行緒物件對建立後，即進入了新狀態，如：Thread t = new MyThread();

就緒狀態（Runnable）：當呼叫執行緒物件的start()方法（t.start();），執行緒即進入就緒狀態。處於就緒狀態的線程，只是說明此線程已經做好了準備，隨時等待CPU調度執行，並不是說執行了t.start()此線程立即就會執行；

運行狀態（Running）：當CPU當開始調度處於就緒狀態的執行緒時，此時執行緒才得以真正執行，也就是進入到運行狀態。註：就緒狀態是進入到運行狀態的唯一入口，也就是說，線程要想進入運行狀態執行，首先必須處於就緒狀態中；

阻塞狀態（Blocked）：處於運行狀態中的線程由於某種原因，暫時放棄對CPU的使用權，停止執行，此時進入阻塞狀態，直到其進入到就緒狀態，才有機會再次被CPU呼叫以進入到運行狀態。

根據阻塞產生的原因不同，阻塞狀態又可以分為三種：

1.等待阻塞：運行狀態中的執行緒執行wait()方法，使本執行緒進入到等待阻塞狀態；

2 .同步阻塞-- 執行緒在取得synchronized同步鎖定失敗(因為鎖被其它執行緒所佔用)，它會進入同步阻塞狀態；

3.其他阻塞-- 透過呼叫執行緒的sleep()或join()或發出了I/O請求時，執行緒會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態逾時、join()等待執行緒終止或逾時、或I/O處理完畢時，執行緒重新轉入就緒狀態。

死亡狀態（Dead）：執行緒執行了或因異常而退出了run()方法，該執行緒結束生命週期。

二. Java多執行緒的建立及啟動

Java中執行緒的建立常見有如三種基本形式

1.繼承Thread類，重寫該類別的run()方法。

class MyThread extends Thread {
private int i = ;
@Override
public void run() {
for (i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
} 
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
if (i == ) {
Thread myThread = new MyThread(); // 创建一个新的线程 myThread 此线程进入新建状态
Thread myThread = new MyThread(); // 创建一个新的线程 myThread 此线程进入新建状态
myThread.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
myThread.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
}
}
}
}

如上所示，繼承Thread類，透過重寫run()方法定義了一個新的執行緒類MyThread，其中run()方法的方法體代表了執行緒需要完成的任務，稱為執行緒執行體。當創建此線程類別物件時一個新的線程得以創建，並進入到線程新建狀態。透過呼叫線程物件所引用的start()方法，使得該線程進入到就緒狀態，此時此線程並不一定會馬上得以執行，這取決於CPU調度時機。

2.實作Runnable接口，並重寫該介面的run()方法，該run()方法同樣是執行緒執行體，建立Runnable實作類別的實例，並以此實例作為Thread類別的target來建立Thread對象，該Thread對象才是真正的執行緒對象。

class MyRunnable implements Runnable {
private int i = ;
@Override
public void run() {
for (i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
} 
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
if (i == ) {
Runnable myRunnable = new MyRunnable(); // 创建一个Runnable实现类的对象
Thread thread = new Thread(myRunnable); // 将myRunnable作为Thread target创建新的线程
Thread thread = new Thread(myRunnable);
thread.start(); // 调用start()方法使得线程进入就绪状态
thread.start();
}
}
}
}

相信以上兩種創建新線程的方式大家都很熟悉了，那麼Thread和Runnable之間到底是什麼關係呢？我們先來看看下面這個例子。

public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
if (i == ) {
Runnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new MyThread(myRunnable);
thread.start();
}
}
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
private int i = ;
@Override
public void run() {
System.out.println("in MyRunnable run");
for (i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
}
class MyThread extends Thread {
private int i = ;
public MyThread(Runnable runnable){
super(runnable);
}
@Override
public void run() {
System.out.println("in MyThread run");
for (i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
}

同樣的，與實作Runnable介面建立執行緒方式相似，不同的地方在於

Thread thread = new MyThread(myRunnable);

那麼這種方式可以順利創造出一個新的執行緒麼？答案是肯定的。至於此時的執行緒執行體到底是MyRunnable介面中的run()方法還是MyThread類別中的run()方法呢？透過輸出我們知道執行緒執行體是MyThread類別中的run()方法。其實原因很簡單，因為Thread類別本身也是實作了Runnable接口，而run()方法最先是在Runnable接口中定義的方法。

public interface Runnable {
public abstract void run();
}

我們看一下Thread類別中對Runnable介面中run()方法的實作：

　　@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}

也就是說，當執行到Thread類別中的run()方法時，會先判斷target是否存在，存在則執行target中的run()方法，也就是實作了Runnable介面並重寫了run()方法的類別中的run()方法。但上述給到的列子中，由於多態的存在，根本就沒有執行到Thread類別中的run()方法，而是直接先執行了執行階段型別即MyThread類別中的run()方法。

3.使用Callable和Future介面建立執行緒。具體是建立Callable介面的實作類，並實作clall()方法。並使用FutureTask類別來包裝Callable實作類別的對象，並以此FutureTask物件作為Thread對象的target來建立執行緒。

看著好像有點複雜，直接來看一個例子就清晰了。

public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Callable<Integer> myCallable = new MyCallable(); // 创建MyCallable对象
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(myCallable); //使用FutureTask来包装MyCallable对象
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
if (i == ) {
Thread thread = new Thread(ft); //FutureTask对象作为Thread对象的target创建新的线程
thread.start(); //线程进入到就绪状态
}
}
System.out.println("主线程for循环执行完毕..");
try {
int sum = ft.get(); //取得新创建的新线程中的call()方法返回的结果
System.out.println("sum = " + sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class MyCallable implements Callable<Integer> {
private int i = ;
// 与run()方法不同的是，call()方法具有返回值
@Override
public Integer call() {
int sum = ;
for (; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
sum += i;
}
return sum;
}
}

首先，我们发现，在实现Callable接口中，此时不再是run()方法了，而是call()方法，此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，同时作为了Thread对象的target。那么看下FutureTask类的定义：

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
//....
} 
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}

于是，我们发现FutureTask类实际上是同时实现了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，可以作为Thread对象的target，而Future特性，使得其可以取得新创建线程中的call()方法的返回值。

执行下此程序，我们发现sum = 4950永远都是最后输出的。而“主线程for循环执行完毕..”则很可能是在子线程循环中间输出。由CPU的线程调度机制，我们知道，“主线程for循环执行完毕..”的输出时机是没有任何问题的，那么为什么sum =4950会永远最后输出呢？

原因在于通过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执行完毕，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。

上述主要讲解了三种常见的线程创建方式，对于线程的启动而言，都是调用线程对象的start()方法，需要特别注意的是：不能对同一线程对象两次调用start()方法。

三. Java多线程的就绪、运行和死亡状态

就绪状态转换为运行状态：当此线程得到处理器资源；

运行状态转换为就绪状态：当此线程主动调用yield()方法或在运行过程中失去处理器资源。

运行状态转换为死亡状态：当此线程线程执行体执行完毕或发生了异常。

此处需要特别注意的是：当调用线程的yield()方法时，线程从运行状态转换为就绪状态，但接下来CPU调度就绪状态中的哪个线程具有一定的随机性，因此，可能会出现A线程调用了yield()方法后，接下来CPU仍然调度了A线程的情况。

由于实际的业务需要，常常会遇到需要在特定时机终止某一线程的运行，使其进入到死亡状态。目前最通用的做法是设置一boolean型的变量，当条件满足时，使线程执行体快速执行完毕。如：

public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(myRunnable);
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
if (i == ) {
thread.start();
}
if(i == ){
myRunnable.stopThread();
}
}
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
private boolean stop;
@Override
public void run() {
for (int i = ; i < && !stop; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
}
}
public void stopThread() {
this.stop = true;
}
}

以上所述是小编给大家介绍的Java Thread多线程全面解析，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对PHP中文网的支持！

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