編寫(xiě)具有多線程能力的程序經(jīng)常會(huì)用到的方法有：
run(),start(),wait(),notify(),notifyAll(),sleep(),yield(),join()
還有一個(gè)重要的關(guān)鍵字：synchronized
本文將對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行講解。
一：run()和start()
示例1：
publicclassThreadTestextendsThread{
publicvoidrun(){
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.print(""+i);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newThreadTest().start();
newThreadTest().start();
}
}
這是個(gè)簡(jiǎn)單的多線程程序。run()和start()是大家都很熟悉的兩個(gè)方法。把希望并行處理的代碼都放在run()中；stat()用于自動(dòng)調(diào)用run()，這是JAVA的內(nèi)在機(jī)制規(guī)定的。并且run()的訪問(wèn)控制符必須是public，返回值必須是void（這種說(shuō)法不準(zhǔn)確，run()沒(méi)有返回值），run()不帶參數(shù)。
這些規(guī)定想必大家都早已知道了，但你是否清楚為什么run方法必須聲明成這樣的形式？這涉及到JAVA的方法覆蓋和重載的規(guī)定。這些內(nèi)容很重要，請(qǐng)讀者參考相關(guān)資料。
二：關(guān)鍵字synchronized
有了synchronized關(guān)鍵字，多線程程序的運(yùn)行結(jié)果將變得可以控制。synchronized關(guān)鍵字用于保護(hù)共享數(shù)據(jù)。請(qǐng)大家注意"共享數(shù)據(jù)"，你一定要分清哪些數(shù)據(jù)是共享數(shù)據(jù)，JAVA是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，所以初學(xué)者在編寫(xiě)多線程程序時(shí)，容易分不清哪些數(shù)據(jù)是共享數(shù)據(jù)。請(qǐng)看下面的例子：
示例2：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicsynchronizedvoidrun(){
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.print(""+i);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler1=newThreadTest();
Runnabler2=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r1);
Threadt2=newThread(r2);
t1.start();
t2.start();
}
}
在這個(gè)程序中，run()被加上了synchronized關(guān)鍵字。在main方法中創(chuàng)建了兩個(gè)線程。你可能會(huì)認(rèn)為此程序的運(yùn)行結(jié)果一定為：0123456789
0123456789。但你錯(cuò)了！這個(gè)程序中synchronized關(guān)鍵字保護(hù)的不是共享數(shù)據(jù)（其實(shí)在這個(gè)程序中synchronized關(guān)鍵字沒(méi)有起到任何作用，此程序的運(yùn)行結(jié)果是不可預(yù)先確定的）。這個(gè)程序中的t1,t2是兩個(gè)對(duì)象（r1,r2）的線程。JAVA是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，不同的對(duì)象的數(shù)據(jù)是不同的，r1,r2有各自的run()方法，而synchronized使同一個(gè)對(duì)象的多個(gè)線程，在某個(gè)時(shí)刻只有其中的一個(gè)線程可以訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的synchronized數(shù)據(jù)。每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)"鎖標(biāo)志"，當(dāng)這個(gè)對(duì)象的一個(gè)線程訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的某個(gè)synchronized數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)對(duì)象的所有被synchronized修飾的數(shù)據(jù)將被上鎖（因?yàn)?鎖標(biāo)志"被當(dāng)前線程拿走了），只有當(dāng)前線程訪問(wèn)完它要訪問(wèn)的synchronized數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)前線程才會(huì)釋放"鎖標(biāo)志"，這樣同一個(gè)對(duì)象的其它線程才有機(jī)會(huì)訪問(wèn)synchronized數(shù)據(jù)。
示例3：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicsynchronizedvoidrun(){
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.print(""+i);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r);
Threadt2=newThread(r);
t1.start();
t2.start();
}
}
?
如果你運(yùn)行1000次這個(gè)程序，它的輸出結(jié)果也一定每次都是：01234567890123456789。因?yàn)檫@里的synchronized保護(hù)的是共享數(shù)據(jù)。
t1,t2是同一個(gè)對(duì)象（r）的兩個(gè)線程，當(dāng)其中的一個(gè)線程（例如：t1）開(kāi)始執(zhí)行run()方法時(shí)，由于run()受synchronized保護(hù)，所以同一個(gè)對(duì)象的其他線程（t2）無(wú)法訪問(wèn)synchronized方法（run方法）。只有當(dāng)t1執(zhí)行完后t2才有機(jī)會(huì)執(zhí)行。
示例4：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicvoidrun(){
synchronized(this){
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.print(""+i);
}
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r);
Threadt2=newThread(r);
t1.start();
t2.start();
}
}
這個(gè)程序與示例3的運(yùn)行結(jié)果一樣。在可能的情況下，應(yīng)該把保護(hù)范圍縮到最小，可以用示例4的形式，this代表"這個(gè)對(duì)象"。沒(méi)有必要把整個(gè)run()保護(hù)起來(lái)，run()中的代碼只有一個(gè)for循環(huán)，所以只要保護(hù)for循環(huán)就可以了。
示例5：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicvoidrun(){
for(intk=0;k<5;k++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+":forloop:"+k);
}
synchronized(this){
for(intk=0;k<5;k++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+":synchronizedforloop:"+k);
}
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r,"t1_name");
Threadt2=newThread(r,"t2_name");
t1.start();
t2.start();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：t1_name:forloop:0
t1_name:forloop:1
t1_name:forloop:2
t2_name:forloop:0
t1_name:forloop:3
t2_name:forloop:1
t1_name:forloop:4
t2_name:forloop:2
t1_name:synchronizedforloop:0
t2_name:forloop:3
t1_name:synchronizedforloop:1
t2_name:forloop:4
t1_name:synchronizedforloop:2
t1_name:synchronizedforloop:3
t1_name:synchronizedforloop:4
t2_name:synchronizedforloop:0
t2_name:synchronizedforloop:1
t2_name:synchronizedforloop:2
t2_name:synchronizedforloop:3
t2_name:synchronizedforloop:4
第一個(gè)for循環(huán)沒(méi)有受synchronized保護(hù)。對(duì)于第一個(gè)for循環(huán)，t1,t2可以同時(shí)訪問(wèn)。運(yùn)行結(jié)果表明t1執(zhí)行到了k=2時(shí)，t2開(kāi)始執(zhí)行了。t1首先執(zhí)行完了第一個(gè)for循環(huán)，此時(shí)還沒(méi)有執(zhí)行完第一個(gè)for循環(huán)（t2剛執(zhí)行到k=2）。t1開(kāi)始執(zhí)行第二個(gè)for循環(huán)，當(dāng)t1的第二個(gè)for循環(huán)執(zhí)行到k=1時(shí)，t2的第一個(gè)for循環(huán)執(zhí)行完了。http://bianceng.cn(編程入門(mén))
t2想開(kāi)始執(zhí)行第二個(gè)for循環(huán)，但由于t1首先執(zhí)行了第二個(gè)for循環(huán)，這個(gè)對(duì)象的鎖標(biāo)志自然在t1手中（synchronized方法的執(zhí)行權(quán)也就落到了t1手中），在t1沒(méi)執(zhí)行完第二個(gè)for循環(huán)的時(shí)候，它是不會(huì)釋放鎖標(biāo)志的。
所以t2必須等到t1執(zhí)行完第二個(gè)for循環(huán)后，它才可以執(zhí)行第二個(gè)for循環(huán)
三：sleep()
示例6：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicvoidrun(){
for(intk=0;k<5;k++){
if(k==2){
try{
Thread.currentThread().sleep(5000);
}
catch(Exceptione){}
}
System.out.print(""+k);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt=newThread(r);
t.start();
}
}
?
? sleep方法會(huì)使當(dāng)前的線程暫停執(zhí)行一定時(shí)間（給其它線程運(yùn)行機(jī)會(huì)）。讀者可以運(yùn)行示例6，看看結(jié)果就明白了。sleep方法會(huì)拋出異常，必須提供捕獲代碼。
示例7：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicvoidrun(){
for(intk=0;k<5;k++){
if(k==2){
try{
Thread.currentThread().sleep(5000);
}
catch(Exceptione){}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+":"+k);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r,"t1_name");
Threadt2=newThread(r,"t2_name");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
t1被設(shè)置了最高的優(yōu)先級(jí)，t2被設(shè)置了最低的優(yōu)先級(jí)。t1不執(zhí)行完，t2就沒(méi)有機(jī)會(huì)執(zhí)行。但由于t1在執(zhí)行的中途休息了5秒中，這使得t2就有機(jī)會(huì)執(zhí)行了。
讀者可以運(yùn)行這個(gè)程序試試看。
示例8：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicsynchronizedvoidrun(){
for(intk=0;k<5;k++){
if(k==2){
try{
Thread.currentThread().sleep(5000);
}
catch(Exceptione){}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+":"+k);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r,"t1_name");
Threadt2=newThread(r,"t2_name");
t1.start();
t2.start();
}
}
請(qǐng)讀者首先運(yùn)行示例8程序，從運(yùn)行結(jié)果上看：一個(gè)線程在sleep的時(shí)候，并不會(huì)釋放這個(gè)對(duì)象的鎖標(biāo)志。
?
四：join()
示例9：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicstaticinta=0;
publicvoidrun(){
for(intk=0;k<5;k++){
a=a+1;
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt=newThread(r);
t.start();
System.out.println(a);
}
}
請(qǐng)問(wèn)程序的輸出結(jié)果是5嗎？答案是：有可能。其實(shí)你很難遇到輸出5的時(shí)候，通常情況下都不是5。這里不講解為什么輸出結(jié)果不是5，我要講的是：
怎樣才能讓輸出結(jié)果為5！其實(shí)很簡(jiǎn)單，join()方法提供了這種功能。join()方法，它能夠使調(diào)用該方法的線程在此之前執(zhí)行完畢。
把示例9的main()方法該成如下這樣：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
Runnabler=newThreadTest();
Threadt=newThread(r);
t.start();
t.join();
System.out.println(a);
}
這時(shí)，輸出結(jié)果肯定是5！join()方法會(huì)拋出異常，應(yīng)該提供捕獲代碼。或留給JDK捕獲。
示例10：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicvoidrun(){
for(intk=0;k<10;k++){
System.out.print(""+k);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r);
Threadt2=newThread(r);
t1.start();
t1.join();
t2.start();
}
}
運(yùn)行這個(gè)程序，看看結(jié)果是否與示例3一樣
五：yield()
yield()方法與sleep()方法相似，只是它不能由用戶指定線程暫停多長(zhǎng)時(shí)間。按照SUN的說(shuō)法：
sleep方法可以使低優(yōu)先級(jí)的線程得到執(zhí)行的機(jī)會(huì)，當(dāng)然也可以讓同優(yōu)先級(jí)和高優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì)。而yield()
方法只能使同優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì)。
示例11：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicvoidrun(){
8
for(intk=0;k<10;k++){
if(k==5&&Thread.currentThread().getName().equals("t1")){
Thread.yield();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+":"+k);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r,"t1");
Threadt2=newThread(r,"t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
輸出結(jié)果：
t1:0
t1:1
t1:2
t1:3
t1:4
t1:5
t1:6
t1:7
t1:8
t1:9
t2:0
t2:1
t2:2
t2:3
t2:4
t2:5
t2:6
t2:7
t2:8
t2:9
多次運(yùn)行這個(gè)程序，輸出也是一樣。這說(shuō)明：yield()方法不會(huì)使不同優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì)。
?? 六：wait(),notify(),notifyAll()
首先說(shuō)明：wait(),notify(),notifyAll()這些方法由java.lang.Object類(lèi)提供，而上面講到的方法都是由java.lang.Thread類(lèi)提供（Thread類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口）。
wait(),notify(),notifyAll()這三個(gè)方法用于協(xié)調(diào)多個(gè)線程對(duì)共享數(shù)據(jù)的存取，所以必須在synchronized語(yǔ)句塊內(nèi)使用這三個(gè)方法。先看下面了例子：
示例12：
publicclassThreadTestimplementsRunnable{
publicstaticintshareVar=0;
publicsynchronizedvoidrun(){
if(shareVar==0){
for(inti=0;i<10;i++){
shareVar++;
if(shareVar==5){
try{
this.wait();
}
catch(Exceptione){}
}
}
}
if(shareVar!=0){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println("shareVar="+shareVar);
this.notify();
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Runnabler=newThreadTest();
Threadt1=newThread(r,"t1");
10
Threadt2=newThread(r,"t2");
t1.start();
t2.start();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t2shareVar=5
t1shareVar=10
t1線程最先執(zhí)行。由于初始狀態(tài)下shareVar為0，t1將使shareVar連續(xù)加1，當(dāng)shareVar的值為5時(shí)，t1調(diào)用wait()方法，t1將處于休息狀態(tài)，同時(shí)釋放鎖標(biāo)志。這時(shí)t2得到了鎖標(biāo)志開(kāi)始執(zhí)行，shareVar的值已經(jīng)變?yōu)?，所以t2直接輸出shareVar的值，然后再調(diào)用notify()方法喚醒t1。t1接著上次休息前的進(jìn)度繼續(xù)執(zhí)行，把shareVar的值一直加到10，由于此刻shareVar的值不為0，所以t1將輸出此刻shareVar的值，然后再調(diào)用notify()方法，由于此刻已經(jīng)沒(méi)有等待鎖標(biāo)志的線程，所以此調(diào)用語(yǔ)句不起任何作用。
這個(gè)程序簡(jiǎn)單的示范了wait(),notify()的用法，讀者還需要在實(shí)踐中繼續(xù)摸索。
七：關(guān)于線程的補(bǔ)充
編寫(xiě)一個(gè)具有多線程能力的程序可以繼承Thread類(lèi)，也可以實(shí)現(xiàn)Runnable接口。在這兩個(gè)方法中如何選擇呢？從面向?qū)ο蟮慕嵌瓤紤]，作者建議你實(shí)現(xiàn)Runnable接口。有時(shí)你也必須實(shí)現(xiàn)Runnable接口，例如當(dāng)你編寫(xiě)具有多線程能力的小應(yīng)用程序的時(shí)候。
線程的調(diào)度：NewRunningRunnableOtherwiseBlockedDeadBlockedinobject`sit()
poolBlockedinobject`slockpoolnotify()Schedulercompletesrun()start()
sleep()orjoin()sleep()timeoutorthreadjoin()sorinterupt()
Lockavailablesynchronized()Threadstates
terupt()一個(gè)Thread對(duì)象在它的生命周期中會(huì)處于各種不同的狀態(tài)，上圖形象地說(shuō)明了這點(diǎn)。wain
調(diào)用start()方法使線程處于可運(yùn)行狀態(tài)，這意味著它可以由JVM調(diào)度并執(zhí)行。這并不意味著線程就會(huì)立即運(yùn)行。
實(shí)際上，程序中的多個(gè)線程并不是同時(shí)執(zhí)行的。除非線程正在真正的多CPU計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行，否則線程使用單CPU必須輪流執(zhí)行。但是，由于這發(fā)生的很快，我們常常認(rèn)為這些線程是同時(shí)執(zhí)行的。
JAVA運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的計(jì)劃調(diào)度程序是搶占性的。如果計(jì)劃調(diào)度程序正在運(yùn)行一個(gè)線程并且來(lái)了另一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的線程，那么當(dāng)前正在執(zhí)行的線程就被暫時(shí)終止而讓更高優(yōu)先級(jí)的線程執(zhí)行。
JAVA計(jì)劃調(diào)度程序不會(huì)為與當(dāng)前線程具有同樣優(yōu)先級(jí)的另一個(gè)線程去搶占當(dāng)前的線程。但是，盡管計(jì)劃調(diào)度程序本身沒(méi)有時(shí)間片（即它沒(méi)有給相同優(yōu)先級(jí)的線程以執(zhí)行用的時(shí)間片），但以Thread類(lèi)為基礎(chǔ)的線程的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可能會(huì)支持時(shí)間片分配。這依賴具體的操作系統(tǒng)，Windows與UNIX在這個(gè)問(wèn)題上的支持不會(huì)完全一樣。
由于你不能肯定小應(yīng)用程序?qū)⑦\(yùn)行在什么操作系統(tǒng)上，因此你不應(yīng)該編寫(xiě)出依賴時(shí)間片分配的程序。就是說(shuō)，應(yīng)該使用yield方法以允許相同優(yōu)先級(jí)的線程有機(jī)會(huì)執(zhí)行而不是希望每一個(gè)線程都自動(dòng)得到一段CPU時(shí)間片。
Thread類(lèi)提供給你與系統(tǒng)無(wú)關(guān)的處理線程的機(jī)制。但是，線程的實(shí)際實(shí)現(xiàn)取決于JAVA運(yùn)行所在的操作系統(tǒng)。因此，線程化的程序確實(shí)是利用了支持線程的操作系統(tǒng)。
當(dāng)創(chuàng)建線程時(shí)，可以賦予它優(yōu)先級(jí)。它的優(yōu)先級(jí)越高，它就越能影響運(yùn)行系統(tǒng)。
JAVA運(yùn)行系統(tǒng)使用一個(gè)負(fù)責(zé)在所有執(zhí)行JAVA程序內(nèi)運(yùn)行所有存在的計(jì)劃調(diào)度程序。
該計(jì)劃調(diào)度程序?qū)嶋H上使用一個(gè)固定優(yōu)先級(jí)的算法來(lái)保證每個(gè)程序中的最高優(yōu)先級(jí)的線程得到CPU--允許最高優(yōu)先級(jí)的線程在其它線程之前執(zhí)行。
對(duì)于在一個(gè)程序中有幾個(gè)相同優(yōu)先級(jí)的線程等待執(zhí)行的情況，該計(jì)劃調(diào)度程序循環(huán)地選擇它們，當(dāng)進(jìn)行下一次選擇時(shí)選擇前面沒(méi)有執(zhí)行的線程，
具有相同優(yōu)先級(jí)的所有的線程都受到平等的對(duì)待。較低優(yōu)先級(jí)的線程在較高優(yōu)先級(jí)的線程已經(jīng)死亡或者進(jìn)入不可執(zhí)行狀態(tài)之后才能執(zhí)行。
繼續(xù)討論wait(),notify(),notifyAll()：
當(dāng)線程執(zhí)行了對(duì)一個(gè)特定對(duì)象的wait()調(diào)用時(shí)，那個(gè)線程被放到與那個(gè)對(duì)象相關(guān)的等待池中。此外，調(diào)用wait()的線程自動(dòng)釋放對(duì)象的鎖標(biāo)志。
可以調(diào)用不同的wait()：wait()或wait(longtimeout)
對(duì)一個(gè)特定對(duì)象執(zhí)行notify()調(diào)用時(shí)，將從對(duì)象的等待池中移走一個(gè)任意的線程，并放到鎖標(biāo)志等待池中，那里的線程一直在等待，直到可以獲得對(duì)象的鎖標(biāo)志。notifyAll()方法將從對(duì)象等待池中移走所有等待那個(gè)對(duì)象的線程并放到鎖標(biāo)志等待池中。
只有鎖標(biāo)志等待池中的線程能獲取對(duì)象的鎖標(biāo)志，鎖標(biāo)志允許線程從上次因調(diào)用wait()而中斷的地方開(kāi)始繼續(xù)運(yùn)行。
在許多實(shí)現(xiàn)了wait()/notify()機(jī)制的系統(tǒng)中，醒來(lái)的線程必定是那個(gè)等待時(shí)間最長(zhǎng)的線程。然而，在Java技術(shù)中，并不保證這點(diǎn)。
注意，不管是否有線程在等待，都可以調(diào)用notify()。如果對(duì)一個(gè)對(duì)象調(diào)用notify()方法，而在這個(gè)對(duì)象的鎖標(biāo)志等待池中并沒(méi)有線程，那么notify()調(diào)用將不起任何作用。
在JAVA中，多線程是一個(gè)神奇的主題。之所以說(shuō)它"神奇"，是因?yàn)槎嗑€程程序的運(yùn)行結(jié)果不可預(yù)測(cè)，但我們又可以通過(guò)某些方法控制多線程程序的執(zhí)行。
要想靈活使用多線程，讀者還需要大量實(shí)踐。
另外，從JDK1.2開(kāi)始，SUN就不建議使用resume(),stop(),suspend()了。
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