夯實Java基礎，一篇文章全解析線程問題

作者：一燈架構 2022-11-04 10:45:11

開發前端

進程是資源分配的最小單位，而線程是CPU調度的最小單位。每一個進程中至少有一個線程，同一進程的所有線程共享該進程的所有資源，多個線程可以完成多個不同的任務，也就是我們常說的并發多線程。

1. 線程是什么

操作系統支持多個應用程序并發執行，每個應用程序至少對應一個進程，彼此之間的操作和數據不受干擾，彼此通信一般采用管道通信、消息隊列、共享內存等方式。當一個進程需要磁盤IO的時候，CPU就切換到另外的進程，提高了CPU利用率。

有了進程，為什么還要線程？因為進程的成本太高了。

啟動新的進程必須分配獨立的內存空間，建立數據表維護它的代碼段、堆棧段和數據段，這是昂貴的多任務工作方式。線程可以看作輕量化的進程。線程之間使用相同的地址空間，切換線程的時間遠小于切換進程的時間。

2. 怎樣創建線程

創建線程常用的有四種方式，分別是：

繼承Thread類
實現Runnable接口
實現Callable接口
使用線程池創建

分別看一下怎么具體怎么使用代碼創建的？

2.1 繼承Thread類

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args){
        Thread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 啟動線程
    }
}

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("關注公眾號:一燈架構");
    }
}

輸出結果：

關注公眾號:一燈架構

start方法用來啟動線程，只能被調用一次。

run方法是線程的核心方法，業務邏輯都寫在run方法中。

2.2 實現Runnable接口

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args){
    MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread1 = new Thread(myRunnable, "線程1");
        Thread thread2 = new Thread(myRunnable, "線程2");
        thread1.start(); // 啟動線程1
        thread2.start(); // 啟動線程2
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    private int count = 5;

    @Override
    public void run(){
        while (count > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                    + "，關注公眾號:一燈架構，" + count--);
        }
    }
}

輸出結果：

線程2，關注公眾號:一燈架構，4
線程1，關注公眾號:一燈架構，5
線程1，關注公眾號:一燈架構，2
線程1，關注公眾號:一燈架構，1
線程2，關注公眾號:一燈架構，3

需要把Runnable實例放到Thread類中，才能執行，Thread對象才是真正的線程對象。

使用實現Runnable接口創建線程方式，相比繼承Thread類創建線程，優點是：

實現的方式沒有類的單繼承性的局限性
實現的方式更適合來處理多個線程有共享數據的情況

2.3 實現Callable接口

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(myCallable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}

class MyCallable implements Callable {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        return "關注公眾號:一燈架構";
    }
}

輸出結果：

關注公眾號:一燈架構

實現Callable接口的線程實例對象，配合FutureTask使用，可以接收返回值。

2.4 使用線程池創建

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args){
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        executorService.execute(() -> System.out.println("關注公眾號:一燈架構"));
    }
}

輸出結果：

關注公眾號:一燈架構

使用線程池創建線程是工作開發中最常用的方式，優點是：

線程池幫忙管理對象的創建與銷毀，減輕開發者工作量
線程池幫忙管理任務的調用，資源的創建與分配
復用線程和對象，提高使用效率

3. 線程的狀態

線程共有6種狀態，分別是NEW（初始化）、RUNNABLE（可運行）、WAITING（等待）、TIMED_WAITING（超時等待）、BLOCKED（阻塞）、TERMINATED（終止）。

NEW（初始化）

表示創建線程對象之后，還沒有調用start方法。

RUNNABLE（可運行）

表示調用start方法之后，等待CPU調度。為了便于理解，通常又把RUNNABLE分別RUNNING（運行中）和READY（就緒）。處在RUNNING（運行中）狀態的線程可以調用yield方法，讓出CPU時間片，然后跟其他處于READY（就緒）一起等待被調度。

WAITING（等待）

處于RUNNABLE狀態的線程調用wait方法之后，就處于等待狀態，需要其他線程顯示地喚醒。

TIMED_WAITING（超時等待）

處于RUNNABLE狀態的線程調用wait(long)方法之后，就處于等待狀態，需要其他線程顯示地喚醒。

BLOCKED（阻塞）

等待進入synchronized方法/代碼塊，處于阻塞狀態。

TERMINATED（終止）

表示線程已經執行結束。

4. 線程常用方法

說一下線程有哪些常用的方法。

方法定義	含義	使用方式
public synchronized void start() {……}	啟動線程	MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start();
public static native Thread currentThread();	獲取當前線程實例對象	Thread thread = Thread.currentThread();
public static native void yield();	讓出CPU時間片	Thread.yield();
public static native void sleep(long millis);	睡眠指定時間	Thread.sleep(1L);
public void interrupt() {……}	中斷線程	MyThread myThread = new MyThread(); myThread.interrupt();
public static boolean interrupted() {……}	判斷線程是否已中斷	MyThread myThread = new MyThread(); boolean interrupted = myThread.isInterrupted();
public final native boolean isAlive();	判斷線程是否是存活狀態	MyThread myThread = new MyThread(); boolean alive = myThread.isAlive();
public final String getName() {……}	獲取線程名稱	MyThread myThread = new MyThread(); String name = myThread.getName();
public State getState() {……}	獲取線程狀態	MyThread myThread = new MyThread(); Thread.State state = myThread.getState();
public long getId() {……}	獲取線程ID	MyThread myThread = new MyThread(); long id = myThread.getId();
public final void join() {……}	等待其他線程執行完再執行	MyThread myThread = new MyThread(); myThread.join();

責任編輯：武曉燕來源：一燈架構

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