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一、并發編程簡介

1、基礎概念

• 程序

與計算機系統操作有關的計算機程序、規程、規則，以及可能有的文件、文檔及數據。

• 進程

進程是計算機中的程序，關于某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操作系統結構的基礎。在早期面向進程設計的計算機結構中，進程是程序的基本執行實體；在面向線程設計的計算機結構中，進程是線程的容器。程序是指令、數據及其組織形式的描述，進程是程序的實體。

• 線程

線程是操作系統能夠進行運算調度的最小單位，包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以并發多個線程，每條線程并行執行不同的任務。

• 順序編程

程序中的所有步驟在任意時刻只能執行一個步驟。編程中絕大部分場景都是基于順序編程。

• 并發編程

在一臺處理器上“同時”處理多個任務，并行處理程序中的復雜耗時任務。并發是在同一實體上的多個事件。多個事件在同一時間間隔發生。

2、入門案例

public class HelloThread {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello,Thread");// 當前線程名稱System.out.println(Thread.currentThread().getName());// 線程系統的管理接口ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();long[] threadIds = threadMXBean.getAllThreadIds() ;for (long id : threadIds) {ThreadInfo threadInfo = threadMXBean.getThreadInfo(id) ;System.out.println(threadInfo.getThreadId()+":"+threadInfo.getThreadName());}} }

打印結果：

5:Monitor Ctrl-Break 4:Signal Dispatcher 3:Finalizer 2:Reference Handler 1:main

由此可知上述一段簡單的Java程序，不止一條main線程在執行。

二、線程創建方式

1、繼承Thread類

Thread類的基礎結構：

class Thread implements Runnable

這里已經實現了Runnable接口。

public class CreateThread01 {public static void main(String[] args) {// 調用方法MyThread1 myThread1 = new MyThread1() ;myThread1.start();} } class MyThread1 extends Thread {// 設置線程名稱public MyThread1 (){super("CicadaThread");}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName());} }

2、實現Runnable接口

如果創建的線程類已經存在父類，則不能再繼承Thread類，在Java中不允許多繼承，這時就可以實現Runnable接口。

public class CreateThread02 {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyThread2(),"MyThread2") ;thread.start();} } class MyThread2 implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" run ...");} }

3、匿名內部類

在一個類里面定義一個類，稱為內部類。內部類就相當于外部類的一個成員，可以把內部類看成一個整體。

public class CreateThread03 {public static void main(String[] args) {//方式1new Thread("ThreadName1") {public void run() {System.out.println("1:"+Thread.currentThread().getName());};}.start();//方式2new Thread(new Runnable() {public void run() {System.out.println("2:"+Thread.currentThread().getName());}},"ThreadName2"){// 這里重寫了run方法@Overridepublic void run() {System.out.println("3:"+Thread.currentThread().getName());}}.start();} }

4、返回值線程

顧名思義，該線程線程異步執行后，可以返回線程的處理結果。

public class CreateThread04 {public static void main(String[] args) throws Exception {MyThread4 myThread4 = new MyThread4();FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(myThread4);Thread thread = new Thread(task,"TaskThread");thread.start();// 等待獲取結果// Integer result = task.get();// 設置獲取結果的等待時間，超時拋出：TimeoutExceptionInteger result = task.get(3, TimeUnit.SECONDS) ;System.out.println("result="+result);} } class MyThread4 implements Callable<Integer> {// 封裝線程執行的任務@Overridepublic Integer call() throws Exception {System.out.println(Thread.currentThread().getName());Thread.sleep(1000);return 2+3;} }

5、定時任務

Timer是后臺線程執行任務調度的工具類，可以根據規則配置定期執行或者重復執行。

class TimerTask implements Runnable

任務類：TimerTask結構實現Runnable接口。

public class CreateThread05 {public static void main(String[] args) {Timer timer = new Timer();timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("延遲1s,每隔3s執行一次");}}, 1000, 3000);} }

6、線程池管理

線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務添加到隊列，然后在創建線程后自動啟動這些任務。

public class CreateThread06 {public static void main(String[] args) {Executor threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);for(int i = 0 ;i < 5 ; i++) {threadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName());}});}} }

三、線程狀態管理

1、狀態描述

• NEW

初始狀態：構建線程實例后，調用start()方法啟動前，處于該狀態。

• RUNNABLE

運行狀態：在Java線程中，就緒和運行兩個狀態稱作運行狀態，在實際的執行過程中，這兩個狀態是隨時可能切換的。啟動start()方法被調用，或者sleep()后，join()結束等，就進入RUNNABLE就緒狀態，開始等待CPU時間片；線程調度選中該線程、并分配了CPU時間片后，該線程盡管處于Runnable狀態，就是運行狀態(Running)；

• BLOCKED

阻塞狀態：通常指被鎖機制阻塞，表示線程正在獲取有鎖控制的資源。

• WAITING

等待狀態：進入該狀態的線程，等待被其他線程發出通知或中斷，也稱顯式喚醒。

• TIMED_WAITING

超時等待狀態：該狀態不同于WAITING狀態，該狀態的線程可以在指定的時間后自動喚醒；

• TERMINATED

終止狀態：表示當前線程任務執行完畢。

2、案例流程分析

public class StateCycle01 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 進入初始狀態StateThread01 stateThread01 = new StateThread01();FutureTask<String> task = new FutureTask<>(stateThread01);Thread thread = new Thread(task,"GetValueThread");// 運行狀態thread.start();// 超時等待結果String result = task.get(3, TimeUnit.SECONDS) ;System.out.println("result="+result);StateThread02 stateThread02 = new StateThread02() ;Thread thread1 = new Thread(stateThread02,"WaitThread");thread1.start();} } class StateThread01 implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {// 超時等待Thread.sleep(1000);return "Hello,Cicada";} } class StateThread02 implements Runnable {@Overridepublic void run() {synchronized (StateCycle01.class) {System.out.println("進入線程...");try {// 等待狀態，放棄對象鎖StateCycle01.class.wait(2000);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println("線程繼續...");}} }

上述流程描述了線程不同狀態之間的切換，基本流程圖如下。

線程的狀態描述起來不算復雜，但是每個狀態間的切換，是非常的復雜，后續會分模塊單個解釋。

四、優缺點總結

1、優點說明

最直接作用使程序執行的效率大幅度提升;程序異步解耦，在web開發中，經常有后續的程序要執行，有需要快速的用戶界面響應；當然熟練使用并發編程，也是一個優秀程序員必備技能 。

2、缺點分析

并發編程學習的曲線非常陡峭，難度較大；多線程之間爭搶資源容易出現問題；并不是線程越多，執行速度就越快，線程之前切換是耗時的，需要合理創建和使用鎖機制；線程創建和之間的通信需要很清晰的邏輯；線程死鎖問題更是無法完全避免的問題；所以在一般情況下公司對線程使用的規范是十分嚴格的。

五、源代碼地址

GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/java-base-parent GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java并发编程(01)：线程的创建方式，状态周期管理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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