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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。
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对于直接继承Thread的类来说,代码大致框架是:
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123456789101112 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:
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12345678910111213141516171819202122232425262728 /** * @author Rollen-Holt 继承Thread类,直接调用run方法 * */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:
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123456 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:
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1234567891011121314151617 public synchronized void start() { /** * This method is not invoked for the main method thread or "system" * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added * to this method in the future may have to also be added to the VM. * * A zero status value corresponds to state "NEW". */ 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:
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123456789101112 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:
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123456789101112131415161718192021222324252627282930 /** * @author Rollen-Holt 实现Runnable接口 * */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:
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12345678 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:
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。
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1234567891011121314151617181920212223 /** * @author Rollen-Holt 继承Thread类,不能资源共享 * */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:
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12345678910111213141516171819 /** * @author Rollen-Holt 继承Thread类,不能资源共享 * */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。
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1、继承Thread类实现多线程
继承Thread类的方法尽管被我列为一种多线程实现方式,但Thread本质上也是实现了Runnable接口的一个实例,它代表一个线程的实例,并且,启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run()方法。这种方式实现多线程很简单,通过自己的类直接extend Thread,并复写run()方法,就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。例如:
[java] view plain copy
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
System.out.println("MyThread.run()");
}
}
在合适的地方启动线程如下:
[java] view plain copy
MyThread myThread1 = new MyThread();
MyThread myThread2 = new MyThread();
myThread1.start();
myThread2.start();
2、实现Runnable接口方式实现多线程
如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,必须实现一个Runnable接口,如下:
[java] view plain copy
public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("MyThread.run()");
}
}
为了启动MyThread,需要首先实例化一个Thread,并传入自己的MyThread实例:
[java] view plain copy
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread = new Thread(myThread);
thread.start();
事实上,当传入一个Runnable target参数给Thread后,Thread的run()方法就会调用target.run(),参考JDK源代码:
[java] view plain copy
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
3、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程
ExecutorService、Callable、Future这个对象实际上都是属于Executor框架中的功能类。想要详细了解Executor框架的可以访问 ,这里面对该框架做了很详细的解释。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征,确实很实用,有了这种特征我就不需要再为了得到返回值而大费周折了,而且即便实现了也可能漏洞百出。
可返回值的任务必须实现Callable接口,类似的,无返回值的任务必须Runnable接口。执行Callable任务后,可以获取一个Future的对象,在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了,再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。下面提供了一个完整的有返回结果的多线程测试例子,在JDK1.5下验证过没问题可以直接使用。
继承Thread类来实现多线程:
当我们自定义的类继承Thread类后,该类就为一个线程类,该类为一个独立的执行单元,线程代码必须编写在run()方法中,run方法是由Thread类定义,我们自己写的线程类必须重写run方法。
run方法中定义的代码为线程代码,但run方法不能直接调用,如果直接调用并没有开启新的线程而是将run方法交给调用的线程执行
要开启新的线程需要调用Thread类的start()方法,该方法自动开启一个新的线程并自动执行run方法中的内容
请点击输入图片描述
结果:
请点击输入图片描述
*java多线程的启动顺序不一定是线程执行的顺序,各个线程之间是抢占CPU资源执行的,所有有可能出现与启动顺序不一致的情况。
CPU的调用策略:
如何使用CPU资源是由操作系统来决定的,但操作系统只能决定CPU的使用策略不能控制实际获得CPU执行权的程序。
线程执行有两种方式:
1.抢占式:
目前PC机中使用最多的一种方式,线程抢占CPU的执行权,当一个线程抢到CPU的资源后并不是一直执行到此线程执行结束,而是执行一个时间片后让出CPU资源,此时同其他线程再次抢占CPU资源获得执行权。
2.轮循式;
每个线程执行固定的时间片后让出CPU资源,以此循环执行每个线程执行相同的时间片后让出CPU资源交给下一个线程执行。
给你一个经典的例子。run里面放空循环来观察多线程是不合理的,空循环消耗时序极小,用sleep来间隔时间才是合理的。
class RunnableDemo implements Runnable {
private Thread t;
private String threadName;
RunnableDemo( String name) {
threadName = name;
System.out.println("Creating " + threadName );
}
public void run() {
System.out.println("Running " + threadName );
try {
for(int i = 4; i 0; i--) {
System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
// Let the thread sleep for a while.
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted.");
}
System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");
}
public void start () {
System.out.println("Starting " + threadName );
if (t == null) {
t = new Thread (this, threadName);
t.start ();
}
}
}
public class TestThread {
public static void main(String args[]) {
RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
R1.start();
RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
R2.start();
}
}
Java 给多线程编程提供了内置的支持。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。
新建状态:
使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。
就绪状态:
当线程对象调用了start()方法之后,该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中,要等待JVM里线程调度器的调度。
运行状态:
如果就绪状态的线程获取 CPU 资源,就可以执行 run(),此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂,它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
阻塞状态:
如果一个线程执行了sleep(睡眠)、suspend(挂起)等方法,失去所占用资源之后,该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种:
等待阻塞:运行状态中的线程执行 wait() 方法,使线程进入到等待阻塞状态。
同步阻塞:线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
其他阻塞:通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时,线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时,join() 等待线程终止或超时,或者 I/O 处理完毕,线程重新转入就绪状态。
死亡状态:
一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时,该线程就切换到终止状态。
1、public class MyThread extends Thread{//重写run()方法public void run(){ //多线程要做的事}public static void main(String args[]){ MyThread m1 = new MyThread(); MyThread m2 = new MyThread(); m1.start(); m2.start();}} 2、public class NThread implements Runable{ //实现run()方法 public void run(){ //多线程要做的事 } public static void main(String args[]){ NThread nt = new NThread(); new Thread(nt,"nt1_name").start(); new Thread(nt,"nt2_name").start(); }}