Java多线程

一、线程概述

二、线程的状态变化

要想实现多线程，必须在主线程中创建新的线程对象。任何线程一般具有5种状态，即创建，就绪，运行，阻塞，终止。下面分别介绍一下这几种状态：

创建状态

在程序中用构造方法创建了一个线程对象后，新的线程对象便处于新建状态，此时它已经有了相应的内存空间和其他资源，但还处于不可运行状态。新建一个线程对象可采用Thread 类的构造方法来实现，例如 “Thread thread=new Thread()”。

就绪状态

新建线程对象后，调用该线程的 start() 方法就可以启动线程。当线程启动时，线程进入就绪状态。此时，线程将进入线程队列排队，等待 CPU 服务，这表明它已经具备了运行条件。

运行状态

当就绪状态被调用并获得处理器资源时，线程就进入了运行状态。此时，自动调用该线程对象的 run() 方法。run() 方法定义该线程的操作和功能。

阻塞状态

一个正在执行的线程在某些特殊情况下，如被人为挂起或需要执行耗时的输入/输出操作，会让 CPU 暂时中止自己的执行，进入阻塞状态。在可执行状态下，如果调用sleep(),suspend(),wait() 等方法，线程都将进入阻塞状态，发生阻塞时线程不能进入排队队列，只有当引起阻塞的原因被消除后，线程才可以转入就绪状态。

死亡状态

线程调用 stop() 方法时或 run() 方法执行结束后，即处于死亡状态。处于死亡状态的线程不具有继续运行的能力。

image.png

二、线程类的方法

start方法：启动线程，执行run方法
yield方法: CPU执行权让步
join方法：CPU执行权
sleep方法：线程休眠，可以通过notify()、notifyAll()唤醒，time out 唤醒
wait():线程等待,通过notify()、notifyAll()唤醒
notify():唤醒
notifyAll():唤醒

三、创建线程的方法

1、继承Thread类

重写run方法：使用继承方式的好处是，在run（）方法内获取当前线程直接使用this就可以了，无须使用Thread.currentThread（）方法；不好的地方是Java不支持多继承，如果继承了Thread类，那么就不能再继承其他类。另外任务与代码没有分离，当多个线程执行一样的任务时需要多份任务代码。

2、实现Runable接口

实现run方法：解决继承Thread的缺点，没有返回值

3、实现Callable接口

实现call方法：实现Callable接口

创建线程的方法的方法比较

使用继承方式的好处是方便传参，你可以在子类里面添加成员变量，通过set方法设置参数或者通过构造函数进行传递，而如果使用Runnable方式，则只能使用主线程里面被声明为final的变量。不好的地方是Java不支持多继承，如果继承了Thread类，那么子类不能再继承其他类，而Runable则没有这个限制。前两种方式都没办法拿到任务的返回结果，但是Callable方式可以。

四、线程安全

1、同步代码块
2、同步方法

synchronized 的内存语义：

这个内存语义就可以解决共享变量内存可见性问题。进入synchronized块的内存语义是把在synchronized块内使用到的变量从线程的工作内存中清除，这样在synchronized块内使用到该变量时就不会从线程的工作内存中获取，而是直接从主内存中获取。退出synchronized块的内存语义是把在synchronized块内对共享变量的修改刷新到主内存。会造成上下文切换的开销，独占锁，降低并发性

Volatile的理解：

该关键字可以确保对一个变量的更新对其他线程马上可见。当一个变量被声明为volatile时，线程在写入变量时不会把值缓存在寄存器或者其他地方，而是会把值刷新回主内存。当其他线程读取该共享变量时－，会从主内存重新获取最新值，而不是使用当前线程的工作内存中的值。volatile的内存语义和synchronized有相似之处，具体来说就是，当线程写入了volatile变量值时就等价于线程退出synchronized同步块（把写入工作内存的变量值同步到主内存），读取volatile变量值时就相当于进入同步块（先清空本地内存变量值，再从主内存获取最新值）。不能保证原子性

五、实例

public class MyTread implements Runnable{

    private int tickets = 100;

    @Override
    public void run() {

        while (true){

            if (sale()){
                break;
            }
        }

    }

    private synchronized boolean sale(){

        if (tickets > 0){
            System.out.println( Thread.currentThread().getName()+" tickets: "+tickets);
            tickets --;
            return false;
        }else {
            return true;

        }
    }
    
}

测试类：

    public static void main(String[] args){
        MyTread myTread = new MyTread();
        Thread t1 = new Thread(myTread);
        Thread t2 = new Thread(myTread);
        Thread t3 = new Thread(myTread);
        t1.setName("Thread 1");
        t2.setName("Thread 2");
        t3.setName("Thread 3");
//执行的是传入的接口的run方法
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }