Java多线程基础详解

1、线程的状态

2、创建和使用多线程

3、线程同步

4、同步合集

 

线程的状态

线程有五种状态：新建、就绪、运行、阻塞或结束。

新建：新建一个线程，线程进入新建状态；

就绪：调用线程的start()方法启动线程后，进入就绪状态；

运行：当得到CPU时间，线程从就绪态进入运行态，如果时间片完或者调用yield()方法，运行态的线程可能进入就绪态；

阻塞：调用join()、sleep（）、或者wait（）方法，或者等待I/O结束，线程处于阻塞态；

完成：当线程执行完run（）方法，这个线程就结束。

 

创建和使用多线程

Thread的类图

 

1、继承Thread类来创建新线程

2、实现Runnable接口，重写run（）方法

PrintChar实现了Runnable接口，并使用Thread创建线程，由于Thread类实现了Runnable接口，所以可以创建这个类的一个对象，并且调用它的start方法来启动线程

3、线程池

Java提供Executor接口来执行线程池中的任务，提供ExecutorService接口来管理和控制任务。

线程同步

如果一个共享资源被多个线程同时访问，可能会遭到破坏。例如数据域被先后修改的顺序不同，则最后的值可能不确定。

竞争状态：如果两个或多个任务以一种会引起冲突的方式访问一个公共的资源，称为竞争状态

为了避免竞争状态，应该防止多个线程同时进入程序的某一特定部分，程序中的这部分称为临界区。

1、利用加锁同步

Java可以显式地采用锁和状态来同步线程。一个锁是一个Lock接口的实例，它定义了加锁和释放锁的方法。
RenntrantLock是Lock的一个实现，用于创建相互排斥的锁。可以创建特定公平策略的锁。公平策略值为1真，则确保等待时间最长的线程首先获得锁。为假，则给任意一个等待的线程。

2、线程协作

通过调用Lock对象的newCondition（）方法而创建的对象，可以使用await(),signal()和signalAll()方法来实现线程之间的相互通信。

当线程调用await（）方法时，线程就进入等待状态，等待唤醒的信号。

3、阻塞队列

可以对当前线程产生阻塞，如果一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞知道队列中有了元素，被阻塞的队列会被自动唤醒这样提供了极大的方便性。

几种阻塞队列：
1：ArrayBlockingQueue使用数组来实现阻塞队列，必须指定一个容量或者可选的公平策略来构造
2：LinkedBlockingQueue使用链表来实现阻塞队列。可以创建无边界的或者有边界。
3：PriorityBlockQueue优先队列，按照元素的优先级对元素进行排序。

ArrayBlockingQueue数据域

可以看出存储空间为一个数组，并且有用到锁。

两个重要方法的实现

 

当队列满时等待，不满则进队，此时用锁同步

队列空时等待，不空时出队。

 

阻塞队列的应用

由例子可知，生产者往队列放数，消费者从队列取数，当队列为空则等待，同步已经在队列中实现，无需使用锁和条件。

 

3、信号量

信号量指对共同资源进行访问的对象。在访问资源之前，线程必须从信号量中获取许可。在访问完资源之后，必须把许可返回给信号量。

程序创建了一个具有一个许可的信号量。当一个线程获得许可，其他线程不能访问这个资源，直到之前的线程释放该许可。

同步合集

Java合集框架中的类不是线程安全的；也就是说，如果它们同时被多个线程访问和更新，它们的内容可能被破坏，可以通过锁定合集或者同步合集来保护合集中的数据

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