java语言多线程应用实现方法
Vivian 2018-06-14 来源 : 阅读 501 评论 0

摘要:本文主要向大家介绍了java语言多线程应用实现方法,通过具体的代码向大家展示,希望对大家学习java语言有所帮助。

本文主要向大家介绍了java语言多线程应用实现方法,通过具体的代码向大家展示,希望对大家学习java语言有所帮助。

以前没有写笔记的习惯,现在慢慢的发现及时总结是多么的重要了,呵呵。虽然才大二,但是也快要毕业了,要加油了。 
这一篇文章主要关于java多线程,主要还是以例子来驱动的。因为讲解多线程的书籍和文章已经很多了,所以我也不好意思多说,呵呵、大家可以去参考一些那些书籍。我这个文章主要关于实际的一些问题。同时也算是我以后复习的资料吧,。呵呵大家多多指教。 
java中的多线程 
在java中要想实现多线程,有两种手段,一种是继续Thread类,另外一种是实现Runable接口。 
对于直接继承Thread的类来说,代码大致框架是:

复制代码代码如下:


class 类名 extends Thread{ 
方法1; 
方法2; 
… 
public void run(){ 
// other code… 

属性1; 
属性2; 

 

}


先看一个简单的例子:

复制代码代码如下:



class hello extends Thread {

 

public hello() {

}

public hello(String name) { 
this.name = name; 
}

public void run() { 
for (int i = 0; i < 5; i++) { 
System.out.println(name + "运行 " + i); 

}

public static void main(String[] args) { 
hello h1=new hello("A"); 
hello h2=new hello("B"); 
h1.run(); 
h2.run(); 
}

private String name; 
}


【运行结果】: 
A运行 0 
A运行 1 
A运行 2 
A运行 3 
A运行 4 
B运行 0 
B运行 1 
B运行 2 
B运行 3 
B运行 4 
我们会发现这些都是顺序执行的,说明我们的调用方法不对,应该调用的是start()方法。 
当我们把上面的主函数修改为如下所示的时候: 

复制代码代码如下:


public static void main(String[] args) { 
hello h1=new hello("A"); 
hello h2=new hello("B"); 
h1.start(); 
h2.start(); 
}


然后运行程序,输出的可能的结果如下: 
A运行 0 
B运行 0 
B运行 1 
B运行 2 
B运行 3 
B运行 4 
A运行 1 
A运行 2 
A运行 3 
A运行 4 
因为需要用到CPU的资源,所以每次的运行结果基本是都不一样的,呵呵。 
注意:虽然我们在这里调用的是start()方法,但是实际上调用的还是run()方法的主体。 
那么:为什么我们不能直接调用run()方法呢? 
我的理解是:线程的运行需要本地操作系统的支持。 
如果你查看start的源代码的时候,会发现: 

复制代码代码如下:


public synchronized void start() { 

if (threadStatus != 0 || this != me) 
throw new IllegalThreadStateException(); 
group.add(this); 
start0(); 
if (stopBeforeStart) { 
stop0(throwableFromStop); 


private native void start0();


注意我用红色加粗的那一条语句,说明此处调用的是start0()。并且这个这个方法用了native关键字,次关键字表示调用本地操作系统的函数。因为多线程的实现需要本地操作系统的支持。 
但是start方法重复调用的话,会出现java.lang.IllegalThreadStateException异常。

通过实现Runnable接口: 
大致框架是: 

复制代码代码如下:


class 类名 implements Runnable{ 
方法1; 
方法2; 
… 
public void run(){ 
// other code… 

属性1; 
属性2; 

 

}


来先看一个小例子吧: 

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable {

 

public hello() {

}

public hello(String name) { 
this.name = name; 
}

public void run() { 
for (int i = 0; i < 5; i++) { 
System.out.println(name + "运行 " + i); 

}

public static void main(String[] args) { 
hello h1=new hello("线程A"); 
Thread demo= new Thread(h1); 
hello h2=new hello("线程B"); 
Thread demo1=new Thread(h2); 
demo.start(); 
demo1.start(); 
}

private String name; 
}


【可能的运行结果】: 
线程A运行 0 
线程B运行 0 
线程B运行 1 
线程B运行 2 
线程B运行 3 
线程B运行 4 
线程A运行 1 
线程A运行 2 
线程A运行 3 
线程A运行 4

 

关于选择继承Thread还是实现Runnable接口? 
其实Thread也是实现Runnable接口的:

复制代码代码如下:


class Thread implements Runnable { 
//… 
public void run() { 
if (target != null) { 
target.run(); 


}


其实Thread中的run方法调用的是Runnable接口的run方法。不知道大家发现没有,Thread和Runnable都实现了run方法,这种操作模式其实就是代理模式。关于代理模式,我曾经写过一个小例子呵呵,大家有兴趣的话可以看一下://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2011/08/18/2144847.html 
Thread和Runnable的区别: 
如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。

复制代码代码如下:



class hello extends Thread { 
public void run() { 
for (int i = 0; i < 7; i++) { 
if (count > 0) { 
System.out.println("count= " + count--); 


}

 

public static void main(String[] args) { 
hello h1 = new hello(); 
hello h2 = new hello(); 
hello h3 = new hello(); 
h1.start(); 
h2.start(); 
h3.start(); 
}

private int count = 5; 
}


【运行结果】: 
count= 5 
count= 4 
count= 3 
count= 2 
count= 1 
count= 5 
count= 4 
count= 3 
count= 2 
count= 1 
count= 5 
count= 4 
count= 3 
count= 2 
count= 1 
大家可以想象,如果这个是一个买票系统的话,如果count表示的是车票的数量的话,说明并没有实现资源的共享。 
我们换为Runnable接口: 

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for (int i = 0; i < 7; i++) { 
if (count > 0) { 
System.out.println("count= " + count--); 


}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he=new hello(); 
new Thread(he).start(); 
}

private int count = 5; 
}


【运行结果】: 
count= 5 
count= 4 
count= 3 
count= 2 
count= 1

 

总结一下吧: 
实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势: 
1):适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源 
2):可以避免java中的单继承的限制 
3):增加程序的健壮性,代码可以被多个线程共享,代码和数据独立。

所以,本人建议大家劲量实现接口。

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for (int i = 0; i < 3; i++) { 
System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 

}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he = new hello(); 
new Thread(he,"A").start(); 
new Thread(he,"B").start(); 
new Thread(he).start(); 

}


【运行结果】: 






Thread-0 
Thread-0 
Thread-0 
说明如果我们没有指定名字的话,系统自动提供名字。 
提醒一下大家:main方法其实也是一个线程。在java中所以的线程都是同时启动的,至于什么时候,哪个先执行,完全看谁先得到CPU的资源。

 

在java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个jVM实习在就是在操作系统中启动了一个进程。 
判断线程是否启动

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for (int i = 0; i < 3; i++) { 
System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 

}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he = new hello(); 
Thread demo = new Thread(he); 
System.out.println("线程启动之前---》" + demo.isAlive()); 
demo.start(); 
System.out.println("线程启动之后---》" + demo.isAlive()); 


【运行结果】 
线程启动之前---》false 
线程启动之后---》true 
Thread-0 
Thread-0 
Thread-0 
主线程也有可能在子线程结束之前结束。并且子线程不受影响,不会因为主线程的结束而结束。

 

线程的强制执行:

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for (int i = 0; i < 3; i++) { 
System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 

}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he = new hello(); 
Thread demo = new Thread(he,"线程"); 
demo.start(); 
for(int i=0;i<50;++i){ 
if(i>10){ 
try{ 
demo.join(); //强制执行demo 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 


System.out.println("main 线程执行-->"+i); 


}


【运行的结果】: 
main 线程执行-->0 
main 线程执行-->1 
main 线程执行-->2 
main 线程执行-->3 
main 线程执行-->4 
main 线程执行-->5 
main 线程执行-->6 
main 线程执行-->7 
main 线程执行-->8 
main 线程执行-->9 
main 线程执行-->10 
线程 
线程 
线程 
main 线程执行-->11 
main 线程执行-->12 
main 线程执行-->13 
...

 

线程的休眠:

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for (int i = 0; i < 3; i++) { 
try { 
Thread.sleep(2000); 
} catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i); 

}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he = new hello(); 
Thread demo = new Thread(he, "线程"); 
demo.start(); 

}


【运行结果】:(结果每隔2s输出一个) 
线程0 
线程1 
线程2

 

线程的中断:

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
System.out.println("执行run方法"); 
try { 
Thread.sleep(10000); 
System.out.println("线程完成休眠"); 
} catch (Exception e) { 
System.out.println("休眠被打断"); 
return; //返回到程序的调用处 

System.out.println("线程正常终止"); 
}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he = new hello(); 
Thread demo = new Thread(he, "线程"); 
demo.start(); 
try{ 
Thread.sleep(2000); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

demo.interrupt(); //2s后中断线程 

}


【运行结果】: 
执行run方法 
休眠被打断

 

在java程序中,只要前台有一个线程在运行,整个java程序进程不会小时,所以此时可以设置一个后台线程,这样即使java进程小时了,此后台线程依然能够继续运行。

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
while (true) { 
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在运行"); 

}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he = new hello(); 
Thread demo = new Thread(he, "线程"); 
demo.setDaemon(true); 
demo.start(); 

}


虽然有一个死循环,但是程序还是可以执行完的。因为在死循环中的线程操作已经设置为后台运行了。 
线程的优先级: 

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for(int i=0;i<5;++i){ 
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i); 

}

 

public static void main(String[] args) { 
Thread h1=new Thread(new hello(),"A"); 
Thread h2=new Thread(new hello(),"B"); 
Thread h3=new Thread(new hello(),"C"); 
h1.setPriority(8); 
h2.setPriority(2); 
h3.setPriority(6); 
h1.start(); 
h2.start(); 
h3.start();


}


【运行结果】: 
A运行0 
A运行1 
A运行2 
A运行3 
A运行4 
B运行0 
C运行0 
C运行1 
C运行2 
C运行3 
C运行4 
B运行1 
B运行2 
B运行3 
B运行4 
。但是请读者不要误以为优先级越高就先执行。谁先执行还是取决于谁先去的CPU的资源、

 

另外,主线程的优先级是5. 
线程的礼让。 
在线程操作中,也可以使用yield()方法,将一个线程的操作暂时交给其他线程执行。

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for(int i=0;i<5;++i){ 
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i); 
if(i==3){ 
System.out.println("线程的礼让"); 
Thread.currentThread().yield(); 


}

 

public static void main(String[] args) { 
Thread h1=new Thread(new hello(),"A"); 
Thread h2=new Thread(new hello(),"B"); 
h1.start(); 
h2.start();


}


A运行0 
A运行1 
A运行2 
A运行3 
线程的礼让 
A运行4 
B运行0 
B运行1 
B运行2 
B运行3 
线程的礼让 
B运行4

 


同步和死锁: 
【问题引出】:比如说对于买票系统,有下面的代码:

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for(int i=0;i<10;++i){ 
if(count>0){ 
try{ 
Thread.sleep(1000); 
}catch(InterruptedException e){ 
e.printStackTrace(); 

System.out.println(count--); 


}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he=new hello(); 
Thread h1=new Thread(he); 
Thread h2=new Thread(he); 
Thread h3=new Thread(he); 
h1.start(); 
h2.start(); 
h3.start(); 

private int count=5; 
}


【运行结果】: 






-1 
这里出现了-1,显然这个是错的。,应该票数不能为负值。 
如果想解决这种问题,就需要使用同步。所谓同步就是在统一时间段中只有有一个线程运行, 
其他的线程必须等到这个线程结束之后才能继续执行。 
【使用线程同步解决问题】 
采用同步的话,可以使用同步代码块和同步方法两种来完成。

 

【同步代码块】: 
语法格式: 
synchronized(同步对象){ 
//需要同步的代码 

但是一般都把当前对象this作为同步对象。 
比如对于上面的买票的问题,如下:

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for(int i=0;i<10;++i){ 
synchronized (this) { 
if(count>0){ 
try{ 
Thread.sleep(1000); 
}catch(InterruptedException e){ 
e.printStackTrace(); 

System.out.println(count--); 



}

 

public static void main(String[] args) { 
hello he=new hello(); 
Thread h1=new Thread(he); 
Thread h2=new Thread(he); 
Thread h3=new Thread(he); 
h1.start(); 
h2.start(); 
h3.start(); 

private int count=5; 
}


【运行结果】:(每一秒输出一个结果) 





【同步方法】 
也可以采用同步方法。 
语法格式为synchronized 方法返回类型 方法名(参数列表){ 
// 其他代码 

现在,我们采用同步方法解决上面的问题。 

复制代码代码如下:



class hello implements Runnable { 
public void run() { 
for (int i = 0; i < 10; ++i) { 
sale(); 

}

 

public synchronized void sale() { 
if (count > 0) { 
try { 
Thread.sleep(1000); 
} catch (InterruptedException e) { 
e.printStackTrace(); 

System.out.println(count--); 

}

public static void main(String[] args) { 
hello he = new hello(); 
Thread h1 = new Thread(he); 
Thread h2 = new Thread(he); 
Thread h3 = new Thread(he); 
h1.start(); 
h2.start(); 
h3.start(); 
}

private int count = 5; 
}


【运行结果】(每秒输出一个) 





提醒一下,当多个线程共享一个资源的时候需要进行同步,但是过多的同步可能导致死锁。 
此处列举经典的生产者和消费者问题。 
【生产者和消费者问题】 
先看一段有问题的代码。 

复制代码代码如下:


class Info {

 

public String getName() { 
return name; 
}

public void setName(String name) { 
this.name = name; 
}

public int getAge() { 
return age; 
}

public void setAge(int age) { 
this.age = age; 
}

private String name = "Rollen"; 
private int age = 20; 
}


class Producer implements Runnable{ 
private Info info=null; 
Producer(Info info){ 
this.info=info; 
}

public void run(){ 
boolean flag=false; 
for(int i=0;i<25;++i){ 
if(flag){ 
this.info.setName("Rollen"); 
try{ 
Thread.sleep(100); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

this.info.setAge(20); 
flag=false; 
}else{ 
this.info.setName("chunGe"); 
try{ 
Thread.sleep(100); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

this.info.setAge(100); 
flag=true; 





class Consumer implements Runnable{ 
private Info info=null; 
public Consumer(Info info){ 
this.info=info; 
}

public void run(){ 
for(int i=0;i<25;++i){ 
try{ 
Thread.sleep(100); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

System.out.println(this.info.getName()+"<---->"+this.info.getAge()); 


}


class hello{ 
public static void main(String[] args) { 
Info info=new Info(); 
Producer pro=new Producer(info); 
Consumer con=new Consumer(info); 
new Thread(pro).start(); 
new Thread(con).start(); 

}


【运行结果】: 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
chunGe<---->100 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
Rollen<---->100 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
chunGe<---->20 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
Rollen<---->100 
chunGe<---->20 
大家可以从结果中看到,名字和年龄并没有对于。

 

那么如何解决呢? 
1) 加入同步 
2) 加入等待和唤醒 
先来看看加入同步会是如何。

复制代码代码如下:


class Info {

 

public String getName() { 
return name; 
}

public void setName(String name) { 
this.name = name; 
}

public int getAge() { 
return age; 
}

public void setAge(int age) { 
this.age = age; 
}

public synchronized void set(String name, int age){ 
this.name=name; 
try{ 
Thread.sleep(100); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

this.age=age; 
}

public synchronized void get(){ 
try{ 
Thread.sleep(100); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge()); 

private String name = "Rollen"; 
private int age = 20; 
}


class Producer implements Runnable { 
private Info info = null;

Producer(Info info) { 
this.info = info; 
}

public void run() { 
boolean flag = false; 
for (int i = 0; i < 25; ++i) { 
if (flag) {

this.info.set("Rollen", 20); 
flag = false; 
} else { 
this.info.set("ChunGe", 100); 
flag = true; 



}


class Consumer implements Runnable { 
private Info info = null;

public Consumer(Info info) { 
this.info = info; 
}

public void run() { 
for (int i = 0; i < 25; ++i) { 
try { 
Thread.sleep(100); 
} catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

this.info.get(); 


}


class hello { 
public static void main(String[] args) { 
Info info = new Info(); 
Producer pro = new Producer(info); 
Consumer con = new Consumer(info); 
new Thread(pro).start(); 
new Thread(con).start(); 

}


【运行结果】: 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
ChunGe<===>100 
从运行结果来看,错乱的问题解决了,现在是Rollen 对应20,ChunGe对于100 
,但是还是出现了重复读取的问题,也肯定有重复覆盖的问题。如果想解决这个问题,就需要使用Object类帮忙了、 
,我们可以使用其中的等待和唤醒操作。 
要完成上面的功能,我们只需要修改Info类饥渴,在其中加上标志位,并且通过判断标志位完成等待和唤醒的操作,代码如下: 

复制代码代码如下:


class Info {

 

public String getName() { 
return name; 
}

public void setName(String name) { 
this.name = name; 
}

public int getAge() { 
return age; 
}

public void setAge(int age) { 
this.age = age; 
}

public synchronized void set(String name, int age){ 
if(!flag){ 
try{ 
super.wait(); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 


this.name=name; 
try{ 
Thread.sleep(100); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

this.age=age; 
flag=false; 
super.notify(); 
}

public synchronized void get(){ 
if(flag){ 
try{ 
super.wait(); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

}

try{ 
Thread.sleep(100); 
}catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge()); 
flag=true; 
super.notify(); 

private String name = "Rollen"; 
private int age = 20; 
private boolean flag=false; 
}


class Producer implements Runnable { 
private Info info = null;

Producer(Info info) { 
this.info = info; 
}

public void run() { 
boolean flag = false; 
for (int i = 0; i < 25; ++i) { 
if (flag) {

this.info.set("Rollen", 20); 
flag = false; 
} else { 
this.info.set("ChunGe", 100); 
flag = true; 



}


class Consumer implements Runnable { 
private Info info = null;

public Consumer(Info info) { 
this.info = info; 
}

public void run() { 
for (int i = 0; i < 25; ++i) { 
try { 
Thread.sleep(100); 
} catch (Exception e) { 
e.printStackTrace(); 

this.info.get(); 


}


class hello { 
public static void main(String[] args) { 
Info info = new Info(); 
Producer pro = new Producer(info); 
Consumer con = new Consumer(info); 
new Thread(pro).start(); 
new Thread(con).start(); 

}


【程序运行结果】: 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
ChunGe<===>100 
Rollen<===>20 
先在看结果就可以知道,之前的问题完全解决。 
本文由职坐标整理并发布,希望对同学们有所帮助。了解更多详情请关注编程语言JAVA频道!

本文由 @Vivian 发布于职坐标。未经许可,禁止转载。
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