Java多執行緒學習（1）建立執行緒與執行緒的生命週期

快樂的博格巴發表於2018-10-10
Java執行緒

多執行緒之前學過，很久沒用忘得差不多了，重新學習一下，然後再看《Java併發程式設計的藝術》。

一、程式與執行緒

計算機同時執行多個程式，每個執行中的程式就是一個程式。每一個程式內部又有多個執行緒。
程式有如下三個特徵：
（1）獨立性：它可以有自己獨立的資源，有自己的私有地址空間；
（2）動態性：程式是一個在系統中活動的指令集合，具有自己的生命週期和不同的狀態；
（3）併發性：多個程式可以在單個處理器上併發執行。

併發性與並行性：
（1）併發指在同一時刻只有一條指令執行，處理器快速切換多個程式指令；
（2）並行性指在同一時刻，有多條指令在多個處理器上同時執行。
現代作業系統都支援多程式的併發，常用方式有：共用式多工操作策略和搶佔式多工操作策略。

二、建立執行緒的方式

1、繼承Thread類
1）繼承Thread類，並重新寫run()方法；
2）建立上述類的例項，即建立執行緒物件；
3）呼叫start()方法啟動執行緒。

public class FirstThread extends Thread {
	private int i=0;
	public void run() {
		for(;i<100;++i) {
			System.out.println(getName()+" "+i);
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		for(int i=0;i<100;++i) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
			if(i==20) {
				new FirstThread().start();
				new FirstThread().start();
			}
		} 
	}
}
複製程式碼

Thread.currentThread()是Thread類的靜態方法，返回當前正在執行的執行緒物件； getName()是Thread類的例項方法，返回撥用該方法的執行緒的名字。

2、實現Runnable介面
1）定義Runnable介面的實現類，重寫run()方法 2）建立Runnable實現類的例項，並作為Thread類的target來建立Thread物件，該Thread物件才是真正的執行緒物件。
可以在建立Thread類物件的時候為該物件取一個名字：new Thread(secondThread，"執行緒2");
public class SecondThread implements Runnable {

	private int i = 0;

	@Override
	public void run() {
		for (; i < 100; ++i) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
		}

	}

	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
			if (i == 20) {
				SecondThread st1 = new SecondThread();
				new Thread(st1,"new-1").start();
				new Thread(st1,"new-2").start();

			}
		}
	    }  
     }
複製程式碼

Runnable介面是函式式介面，可以使用Lambda表示式建立Runnable物件。
上面程式碼中，多個執行緒共享了一個target。

3、使用Callable和Future建立執行緒
Callable像是Runnable的增強版：
call()方法可以有返回值；
call()方法可以宣告，丟擲異常。
Java5提供了Future介面來代表Callable介面中call()方法的返回值。它有FutureTask實現類，該類實現了Future介面和Runnable介面，可以作為Thread類的Target。
該方法建立執行緒的步驟：
1）建立Callable介面的實現類，並實現call()方法，call方法為執行緒執行體，可以有返回值。再建立Callable的例項。
2）使用FutureTask類來包裝Callable物件。
3）使用FutureTask物件作為Thread物件的target建立並啟動執行緒。
4）可以使用FutureTask類的get()方法來獲得子執行緒執行結束後的返回值。

public class ThirdThread {

public static void main(String[] args) {
	ThirdThread rt = new ThirdThread();
	FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>((Callable<Integer>)()-> {
		int i=0;
		for(;i<100;i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的迴圈變數i的值:"+i);
		}
		return i;
	});
	
	for(int i=0;i<100;i++) {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的迴圈變數i的值:"+i);
		if(i==20) {
			new Thread(task,"有返回值的執行緒").start();
		}
	}
	try {
		System.out.println("子執行緒的返回值："+task.get());
	}catch(Exception e) {
		e.printStackTrace();
	}

}
}
複製程式碼

三、執行緒的生命週期

線上程的生命週期中，要經過：新建、就緒、執行、阻塞、死亡5種狀態。
當使用new關鍵字建立了一個執行緒後，該執行緒就處於新建狀態。（此時還沒有表現出來執行緒的動態特性）；當呼叫start()方法後，執行緒處於就緒狀態，JVM會為其建立方法呼叫棧和程式計數器；當就緒狀態的執行緒獲得了CPU資源，開始執行run()方法，此時處於執行狀態；當發生如下情況時，程式處於阻塞狀態：
1執行緒呼叫sleep()方法主動放棄處理器資源；
2該執行緒檢視獲得一個同步監視器，但是該監視器被其他執行緒持有；
3執行緒在等待通知notify
4呼叫了執行緒的suspend()方法將執行緒掛起。
而當sleep了指定時間；獲得了同步監視器；其他執行緒發出了通知；掛起的執行緒被呼叫了resume()的方法，時可以解除阻塞，讓執行緒重寫處於就緒狀態。
當：1run或call方法執行完成；2執行緒丟擲異常或error；3直接呼叫stop()方法結束該執行緒（容易死鎖）,該執行緒死亡。

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