文章目錄

• • 兩種方式實現(xiàn)線程
  • • 繼承Thread類
    • 模擬銀行叫號的程序
    • Runnable接口
    • 代碼1：（與swing相結合創(chuàng)建gui程序）
  • Thread類的?個常??法
  • 線程生命周期
  • 操作線程的方法
  • • 代碼示例：

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兩種方式實現(xiàn)線程

在Java中主要提供兩種方式實現(xiàn)線程，分別為繼承java.lang.Thread類與實現(xiàn)java.lang.Runnable接口。

1.繼承 Thread 類，并重寫 run ?法；
2.實現(xiàn) Runnable 接?的 run ?法；
說創(chuàng)建線程有兩種方式，一種是創(chuàng)建一個Thread，一種是實現(xiàn)Runnable接口，這種說法是不嚴謹?shù)?。準確地講，創(chuàng)建線程只有一種方式那就是構造Thread類，而實現(xiàn)線程的執(zhí)行單元則有兩種方式，第一種是重寫Thread的run方法，第二種是實現(xiàn)Runnable接口的run方法，并且將Runnable實例用作構造Thread的參數(shù)。
重寫Thread類的run方法和實現(xiàn)Runnable接口的run方法還有一個很重要的不同，那就是Thread類的run方法是不能共享的，也就是說A線程不能把B線程的run方法當作自己的執(zhí)行單元，而使用Runnable接口則很容易就能實現(xiàn)這一點，使用同一個Runnable的實例構造不同的Thread實例。

繼承Thread類

Thread類是java.lang包中的一個類，從這個類中實例化的對象代表線程，程序員啟動一個新線程需要建立Thread實例。Thread類中常用的兩個構造方法如下：
　public Thread()：創(chuàng)建一個新的線程對象。
　public Thread(String threadName)：創(chuàng)建一個名稱為threadName的線程對象。
　繼承Thread類創(chuàng)建一個新的線程的語法如下： 完成線程真正功能的代碼放在類的run()方法中，當一個類繼承Thread類后，就可以在該類中覆蓋run()方法，將實現(xiàn)該線程功能的代碼寫入run()方法中，然后同時調(diào)用Thread類中的start()方法執(zhí)行線程，也就是調(diào)用run()方法。
　Thread對象需要一個任務來執(zhí)行，任務是指線程在啟動時執(zhí)行的工作，該工作的功能代碼被寫在run()方法中。run()方法必須使用以下語法格式：

public void run(){}

如果start()方法調(diào)用一個已經(jīng)啟動的線程，系統(tǒng)將拋出IllegalThreadStateException異常。

啟動一個新的線程，不是直接調(diào)用Thread子類對象的run()方法，而是調(diào)用Thread子類的start()方法，Thread類的start()方法產(chǎn)生一個新的線程，該線程運行Thread子類的run()方法。

public class Demo { public static class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("MyThread"); } } public static void main(String[] args) { Thread myThread = new MyThread(); myThread.start(); } }

調(diào)? start() ?法后，該線程才算啟動！

來看一下Thread start方法的源碼，如下所示：

public synchronized void start() {if (threadStatus != 0)throw new IllegalThreadStateException();group.add(this);boolean started = false;try {start0();started = true;} finally {try {if (!started) {group.threadStartFailed(this);}} catch (Throwable ignore) {}} }

也就是說在start方法中會調(diào)用start0方法，那么重寫的那個run方法何時被調(diào)用了呢？單從上面是看不出來任何端倪的，但是打開JDK的官方文檔，在start方法中有如下的注釋說
※ Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine calls the run method of this thread.
上面這句話的意思是：在開始執(zhí)行這個線程時，JVM將會調(diào)用該線程的run方法，換言之，run方法是被JNI方法start0（）調(diào)用的，仔細閱讀start的源碼將會總結出如下幾個知識要點。 Thread被構造后的NEW狀態(tài)，事實上threadStatus這個內(nèi)部屬性為0。 不能兩次啟動Thread，否則就會出現(xiàn)IllegalThreadStateException異常。 線程啟動后將會被加入到一個ThreadGroup中，后文中我們將詳細介紹ThreadGroup。 一個線程生命周期結束，也就是到了TERMINATED狀態(tài)，再次調(diào)用start方法是不允許的，也就是說TERMINATED狀態(tài)是沒有辦法回到RUNNABLE/RUNNING狀態(tài)的。

模擬銀行叫號的程序

假設大廳共有四臺出號機，這就意味著有四個線程在工作，下面我們用程序模擬一下叫號的過程，約定當天最多受理50筆業(yè)務，也就是說號碼最多可以出到50。

package ch1; public class TicketWindow extends Thread {//柜臺名稱private final String name;//最多受理50筆業(yè)務private static final int MAX = 50;private int index = 1;public TicketWindow(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void run() {while (index <= MAX) {System.out.println("柜臺：" + name + "當前的號碼是:" + (index++));}}public static void main(String[] args) {TicketWindow ticketWindow1 = new TicketWindow("一號出號機");ticketWindow1.start();TicketWindow ticketWindow2 =new TicketWindow("二號出號機");ticketWindow2.start();TicketWindow ticketWindow3 = new TicketWindow("三號出號機");ticketWindow3.start();TicketWindow ticketWindow4 = new TicketWindow("四號出號機");ticketWindow4.start();}}

之所以出現(xiàn)這個問題，根本原因是因為每一個線程的邏輯執(zhí)行單元都不一樣，我們新建了四個Ticket Window線程，它們的票號都是從0開始到50結束，四個線程并沒有均從客席號服務器進行交互，獲取一個唯一的遞增的號碼，那么應該如何改進呢？無論TicketWindow被實例化多少次，只需要保證index是唯一的即可，我們會立即會想到使用static去修飾index以達到目的，通過對index進行static修飾，做到了多線程下共享資源的唯一性，看起來似乎滿足了我們的需求（事實上，如果將最大號碼調(diào)整到500、1000等稍微大一些的數(shù)字就會出現(xiàn)線程安全的問題），但是只有一個index共享資源，如果共享資源很多呢？共享資源要經(jīng)過一些比較復雜的計算呢？不可能都使用static修飾，而且static修飾的變量生命周期很長，所以Java提供了一個接口Runnable專門用于解決該問題，將線程的控制和業(yè)務邏輯的運行徹底分離開來。

如果上面的代碼改用runnable實現(xiàn)：

public class TicketWindowRunnable implements Runnable {//柜臺名稱private int index = 1;//不做static修飾private final static int MAX = 50;@Overridepublic void run() {while (index <= MAX) {System.out.println(Thread.currentThread() + " 的號碼是:" + (index++));try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) {final TicketWindowRunnable task = new TicketWindowRunnable();Thread windowThread1 = new Thread(task, "一號窗口");Thread windowThread2 = new Thread(task, "二號窗口");Thread windowThread3 = new Thread(task, "三號窗口");Thread windowThread4 = new Thread(task, "四號窗口");windowThread1.start();windowThread2.start();windowThread3.start();windowThread4.start();} }

四個叫號機線程，使用了同一個Runnable接口，這樣它們的資源就是共享的，不會再出現(xiàn)每一個叫號機都從1打印到50這樣的情況。

Runnable接口

到目前為止，線程都是通過擴展Thread類來創(chuàng)建的，如果程序員需要繼承其他類（非Thread類）,而且還要使當前類實現(xiàn)多線程，那么可以通過Runnable接口來實現(xiàn)。例如，一個擴展JFrame類的GUI程序不可能再繼承Thread類，因為Java語言中不支持多繼承，這時該類就需要實現(xiàn)Runnable接口使其具有使用線程的功能。

public class Thread extends Object implements Runnable

實現(xiàn)Runnable接口的程序會創(chuàng)建一個Thread對象，并將Runnable對象與Thread對象相關聯(lián)。Thread類中有以下兩個構造方法：
　public Thread(Runnable target)。 　
　public Thread(Runnable target,String name)。
這兩個構造方法的參數(shù)中都存在Runnable實例，使用以上構造方法就可以將Runnable實例與Thread實例相關聯(lián)。

使用Runnable接口啟動新的線程的步驟如下：
（1）建立Runnable對象。
（2）使用參數(shù)為Runnable對象的構造方法創(chuàng)建Thread實例。 （3）調(diào)用start()方法啟動線程。
通過Runnable接口創(chuàng)建線程時程序員首先需要編寫一個實現(xiàn)Runnable接口的類，然后實例化該類的對象，這樣就建立了Runnable對象；接下來使用相應的構造方法創(chuàng)建Thread實例；最后使用該實例調(diào)用Thread類中的start()方法啟動線程。下圖表明了實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程的流程。

Runnable 是?個函數(shù)式接?，這意味著我們可以使?Java 8的函數(shù)式編程來簡化代碼：

public class Demo { public static class MyThread implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("MyThread"); } } public static void main(String[] args) { new MyThread().start(); // Java 8 函數(shù)式編程，可以省略MyThread類 new Thread(() -> { System.out.println("Java 8 匿名內(nèi)部類"); }).start(); } }

由于Java“單繼承，多實現(xiàn)”的特性，Runnable接?使?起來?Thread更靈活。
Runnable接?出現(xiàn)更符合?向?qū)ο?#xff0c;將線程單獨進?對象的封裝。
Runnable接?出現(xiàn)，降低了線程對象和線程任務的耦合性。
如果使?線程時不需要使?Thread類的諸多?法，顯然使?Runnable接?更為輕量。
所以，我們通常優(yōu)先使?“實現(xiàn) Runnable 接?”這種?式來?定義線程類

代碼1：（與swing相結合創(chuàng)建gui程序）

package hzy; import java.awt.Container; import java.net. URL; import javax.swing.*; public class SwingAndThread extends JFrame {private JLabel jl =new JLabel();//聲明對象JLabelprivate static Thread t;//聲明線程對象private int count= 0;//∥聲明計數(shù)變量private Container container= getContentPane();//聲明容器public SwingAndThread() {setBounds(300,200,250,100); // ∥絕對定位窗體大小與位置container. setLayout(null);//∥使窗體不使用任何布局管理器URL url= SwingAndThread.class.getResource("/demo.gif");//獲取圖片的urlIcon icon= new ImageIcon(url); // 實例化一個conjl.setIcon(icon);//將圖標放置在標簽中jl.setHorizontalAlignment(SwingConstants.LEFT); // ∥設置圖片在標簽的最左方jl.setBounds(10, 10, 200,50);//設置標簽的位置與大小jl.setOpaque(true);t=new Thread(new Runnable(){//∥定義匿名內(nèi)部類,該類實現(xiàn) Runnable接口public void run(){//∥重寫run(方法while(count<=200){ //∥設置循環(huán)條件jl.setBounds(count, 10, 200, 50);//∥將標簽的橫坐標用變量表示try{Thread.sleep(1000);//∥使線程休眠1000毫秒} catch(Exception e){e.printStackTrace();}count += 4;//∥使橫坐標每次增加4if(count==200){//∥當圖標到達標簽的最右邊時,使其回到標//∥簽最左邊count= 10;}}}});t.start(); // ∥啟動線程container.add(jl);//將標簽添加到容器中setVisible(true);//∥使窗體可見//設置窗體的關閉方式setDefaultCloseOperation(WindowConstants.DISPOSE_ON_CLOSE);}public static void main(String[]args){new SwingAndThread();//實例化 Swing一個 AndThread對象 }}

圖標向右移動


demo.gif放在workspace的bin下面

Thread類的?個常??法

currentThread()：靜態(tài)?法，返回對當前正在執(zhí)?的線程對象的引?；
start()：開始執(zhí)?線程的?法，java虛擬機會調(diào)?線程內(nèi)的run()?法；
yield()：yield在英語?有放棄的意思，同樣，這?的yield()指的是當前線程愿意讓出對當前處理器的占?。這?需要注意的是，就算當前線程調(diào)?了yield()?法，程序在調(diào)度的時候，也還有可能繼續(xù)運?這個線程的；
sleep()：靜態(tài)?法，使當前線程睡眠?段時間；
join()：使當前線程等待另?個線程執(zhí)?完畢之后再繼續(xù)執(zhí)?，內(nèi)部調(diào)?的是Object類的wait?法實現(xiàn)的；

線程生命周期

線程具有生命周期，其中包含7種狀態(tài)，分別為出生狀態(tài)、就緒狀態(tài)、運行狀態(tài)、等待狀態(tài)、休眠狀態(tài)、阻塞狀態(tài)和死亡狀態(tài)。出生狀態(tài)就是線程被創(chuàng)建時處于的狀態(tài)，在用戶使用該線程實例調(diào)用start()方法之前線程都處于出生狀態(tài)；當用戶調(diào)用start()方法后，線程處于就緒狀態(tài)（又被稱為可執(zhí)行狀態(tài)）；當線程得到系統(tǒng)資源后就進入運行狀態(tài)。 一旦線程進入可執(zhí)行狀態(tài)，它會在就緒與運行狀態(tài)下轉換，同時也有可能進入等待、休眠、阻塞或死亡狀態(tài)。當處于運行狀態(tài)下的線程調(diào)用Thread類中的wait()方法時，該線程便進入等待狀態(tài)，進入等待狀態(tài)的線程必須調(diào)用Thread類中的notify()方法才能被喚醒，而notifyAll()方法是將所有處于等待狀態(tài)下的線程喚醒；當線程調(diào)用Thread類中的sleep()方法時，則會進入休眠狀態(tài)。如果一個線程在運行狀態(tài)下發(fā)出輸入／輸出請求，該線程將進入阻塞狀態(tài)，在其等待輸入／輸出結束時線程進入就緒狀態(tài)，對于阻塞的線程來說，即使系統(tǒng)資源空閑，線程依然不能回到運行狀態(tài)。當線程的run()方法執(zhí)行完畢時，線程進入死亡狀態(tài)。

雖然多線程看起來像同時執(zhí)行，但事實上在同一時間點上只有一個線程被執(zhí)行，只是線程之間切換較快，所以才會使人產(chǎn)生線程是同時進行的假象。在Windows操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)會為每個線程分配一小段CPU時間片，一旦CPU時間片結束就會將當前線程換為下一個線程，即使該線程沒有結束。 根據(jù)圖所示，可以總結出使線程處于就緒狀態(tài)有以下幾種方法：
　調(diào)用sleep()方法。
　調(diào)用wait()方法。 　
　等待輸入／輸出完成。
當線程處于就緒狀態(tài)后，可以用以下幾種方法使線程再次進入運行狀態(tài)。 　
線程調(diào)用notify()方法。 　
線程調(diào)用notifyAll()方法。 　
線程調(diào)用interrupt()方法。 　
線程的休眠時間結束。 　
輸入／輸出結束。

操作線程的方法

一種能控制線程行為的方法是調(diào)用sleep()方法，sleep()方法需要一個參數(shù)用于指定該線程休眠的時間，該時間以毫秒為單位。在前面的實例中已經(jīng)演示過sleep()方法，它通常是在run()方法內(nèi)的循環(huán)中被使用。

try{ Thread.sleep(2000); }catch(Interrupted Exception e) { e.printStackTrace(); }

上述代碼會使線程在2秒之內(nèi)不會進入就緒狀態(tài)。由于sleep()方法的執(zhí)行有可能拋出InterruptedException異常，所以將sleep()方法的調(diào)用放在try-catch塊中。雖然使用了sleep()方法的線程在一段時間內(nèi)會醒來，但是并不能保證它醒來后進入運行狀態(tài)，只能保證它進入就緒狀態(tài)。

代碼示例：

該類繼承了JFrame類，實現(xiàn)在窗體中自動畫線段的功能，并且為線段設置顏色，顏色是隨機產(chǎn)生的。

import java.util.Random; import java.awt.*; import java.net.URL; import javax.swing.*; public class SwingAndThread extends JFrame {private Thread t;//聲明線程對象private static Color[]color = {Color.BLACK,Color.BLUE,Color.GRAY,Color.YELLOW};//定義顏色數(shù)組private static final Random rand = new Random();//創(chuàng)建隨即對象private static Color getc() {return color[rand.nextInt(color.length)];//獲取隨機顏色值}public SwingAndThread() {t = new Thread(new Runnable() {int x = 30;int y = 50;public void run() {while(true) {try {Thread.sleep(100);//線程休眠0.1秒}catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}Graphics graphics = getGraphics();//獲取組件繪圖上下文對象graphics.setColor(getc());//設置繪圖顏色graphics.drawLine(x, y, 100, y++);//繪制直線并遞增垂直坐標if(y >=80) {y = 50;}}}});t.start();}public static void main(String[]args) {init(new SwingAndThread(),100,100);}public static void init(JFrame frame,int width,int height) {//初始化程序界面的方法frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setSize(width,height);frame.setVisible(true);}}

如果當前某程序為多線程程序，假如存在一個線程A，現(xiàn)在需要插入線程B，并要求線程B先執(zhí)行完畢，然后再繼續(xù)執(zhí)行線程A，此時可以使用Thread類中的join()方法來完成。這就好比此時讀者正在看電視，突然有人上門收水費，讀者必須付完水費后才能繼續(xù)看電視。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【JAVA多线程学习笔记】（1）实现线程的方式 线程生命周期 操作线程的方法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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