Java多线程编程

线程的基本概念

线程是一个程序内部的顺序控制流。

线程和进程的区别：

每个进程都有独立的代码和数据空间（进程上下文），进程间的切换会有较大的开销。
线程可以看成轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换的开销较小。
多进程：在操作系统中能同时运行多个任务（程序）。
多线程：在同一应用程序中有多个顺序流同时执行。

线程转换状态：

sleep方法：

可以调用Thread的静态方法：public static void sleep(long millis) throw InterruptedException
由于是静态方法，sleep可以由类名直接调用：Thread.sleep(...)

join方法：

合并某个线程。

yield方法：

让出CPU，给其他线程执行的机会。

Java提供了三种创建线程的方法：

通过实现 Runnable 接口；
通过继承 Thread 类本身；
通过 Callable 和 Future 创建线程。

通过实现Runnable接口来创建线程

为了实现 Runnable，一个类只需要执行一个方法调用 run()，声明如下：

public void run()

你可以重写该方法，重要的是理解的 run() 可以调用其他方法，使用其他类，并声明变量，就像主线程一样。

在创建一个实现 Runnable 接口的类之后，你可以在类中实例化一个线程对象。

Thread 定义了几个构造方法，下面的这个是我们经常使用的：

Thread(Runnable threadOb,String threadName);

这里，threadOb 是一个实现 Runnable 接口的类的实例，并且 threadName 指定新线程的名字。

新线程创建之后，你调用它的 start() 方法它才会运行。

void start();

通过调用实现runnable接口的类的start()方法启动线程，run方法是会自己调用。

实例：

class RunnableDemo implements Runnable {
       private Thread t; //通过创建Thread的实例来创建新的线程
       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);
                // 让线程睡眠
                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 test { 
      public static void main(String args[]) {
          RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
          R1.start();
          
          RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
          R2.start();
       }   
    }

输出：

Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-2 exiting.
Thread Thread-1 exiting.

通过继承Thread来创建线程

创建一个继承Thread的新类，然后创建一个该类的实例。

继承类必须重写 run() 方法，该方法是新线程的入口点。它也必须调用 start() 方法才能执行。

该方法尽管被列为一种多线程实现方式，但是本质上也是实现了 Runnable 接口的一个实例。

class ThreadDemo extends Thread{
    private Thread t;
    private String threadName;
    
    ThreadDemo(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);
                // 让线程睡会
                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 test{
    public static void main(String args[]){
        ThreadDemo T1 = new ThreadDemo("Thread-1");
        T1.start();
        ThreadDemo T2 = new ThreadDemo("Thread-2");
        T2.start();
    }
}

通过callable和Future创建线程

1. 创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。
2. 创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
3. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
4. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;  
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class test implements Callable<Integer> {
    public static void main(String[] args)  
    {  
        test ctt = new test();  
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  
        for(int i = 0;i < 100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  
            if(i==20)  
            {  
                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  
            }  
        }  
        try  
        {  
            System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());  
        } catch (InterruptedException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }  
  
    }
    @Override  
    public Integer call() throws Exception  
    {  
        int i = 0;  
        for(;i<100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
        }  
        return i;  
    }  
}

对比：

1. 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创见多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还可以继承其他类。
2. 使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可获得当前线程。

wait sleep区别

wait时别的线程可以访问锁定对象

调用wait方法的时候必须锁定该对象

sleep时别的线程也不可以访问锁定对象