第13章多線程多線程是Java中的并發(fā)機制，表示能夠在同一時間內(nèi)同時執(zhí)行多個操作。在日常生活中，邊上網(wǎng)邊聽歌就是一個多線程。隨著CPU進(jìn)入雙核，甚至多核時代，多線程的優(yōu)勢越來越明顯。Java本身就是一門支持多線程的語言，在Java中使用多線程是很方便的，同樣也是很高效的。13.1多線程簡介在前面的學(xué)習(xí)中，雖然沒有使用多線程，但是同樣使用到了線程的知識。在每一個程序中的main方法就是一個線程，它一般被稱為主線程。在主線程中可以啟動多個子線程來執(zhí)行。多線程也就是讓程序具有多個并發(fā)的執(zhí)行線索，類似于團(tuán)隊協(xié)作，多人合作完成一個任務(wù)，這樣一來就可以大大提高效率，提高資源的利用率。13.2定義線程和創(chuàng)建線程對象上一節(jié)講解了什么是多線程，本節(jié)將講解怎樣來定義線程和如何創(chuàng)建線程對象。定義線程有兩種方法，一種是繼承Thread類，一種是實現(xiàn)Runnable接口，這兩種方法存在各自優(yōu)缺點。和定義線程對應(yīng)的就是創(chuàng)建線程對象，也有兩種方法。在本節(jié)中就來學(xué)習(xí)使用這兩種方法來定義線程，以及相對應(yīng)的創(chuàng)建線程對象的方法。13.2.1繼承Thread類定義線程定義一個線程可以通過繼承Thread類來實現(xiàn)，繼承的類就具有了線程的能力。這是一種相對簡單的定義線程的方法。采用這種方式來實現(xiàn)繼承最重要的一點就是在定義的線程中需要重寫Thread中的潤方法。在重寫的run方法中，可以定義該線程所要執(zhí)行的語句。當(dāng)線程啟動時，run方法中的程序就成為一條獨立的執(zhí)行線程。13.2.2實現(xiàn)Runnable接口定義線程定義線程除了通過繼承Thread類來實現(xiàn)，還可以通過實現(xiàn)Runnable接口來實現(xiàn)。在Runnable接口中具有一個抽象的run方法，在實現(xiàn)Runnable接口時，需要實現(xiàn)該run方法。該run方法就會作為一個執(zhí)行線程的方法。對于實現(xiàn)Runnable接口的類，其自身并不是一個線程，只是在該類中通過實現(xiàn)run方法指出了線程所需要完成的任務(wù)。13.3運行線程上一節(jié)學(xué)習(xí)了如何定義線程，并且知道了如何創(chuàng)建線程對象。讀者對這些都了解后，就需要來學(xué)習(xí)如何運行線程。本節(jié)將分兩個部分來講解，先講解如何啟動線程，然后講解如何運行多個線程。13.3.1啟動線程有些讀者會認(rèn)為啟動線程就是調(diào)用線程類中的run方法，但這個觀點是錯誤的，在線程創(chuàng)建完成之后，其并不是一個獨立執(zhí)行的線程，而是一個普通的對象，如果要讓其成為一個獨立的執(zhí)行線程就必須要進(jìn)行啟動。13.3.2同時運行多個線程如果是兩個或者兩個以上的線索同時進(jìn)行，可能前面的例子中就會出現(xiàn)不同的結(jié)果，Java中對于線程的啟動后可以保證的只是每個線程都啟動并且會執(zhí)行結(jié)果，但是這些線程哪些會先執(zhí)行，哪一些會后執(zhí)行呢。接下來就來學(xué)習(xí)如何同時運行多個線程。首先通過示例代碼13-6來看一下如何同時運行多個線程。13.4線程生命周期線程是存在生命周期的。線程的生命周期分為5種不同的狀態(tài)，分別是新建狀態(tài)、準(zhǔn)備狀態(tài)、運行狀態(tài)、等待/阻塞狀態(tài)和死亡狀態(tài)。本節(jié)將對每一個狀態(tài)進(jìn)行講解。13.4.1新建狀態(tài)當(dāng)一個線程對象被創(chuàng)建后，線程就處于新建狀態(tài)。在新建狀態(tài)中的線程對象從嚴(yán)格意義上看還只是一個普通的對象，它還不是一個獨立的線程，不會被線程調(diào)度程序調(diào)度。處于新建狀態(tài)中的線程被調(diào)用start方法后就會進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。從新建狀態(tài)中只能進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，并且不能從其他狀態(tài)進(jìn)行新建狀態(tài)。新建狀態(tài)是線程生命周期的第一個狀態(tài)。13.4.2準(zhǔn)備狀態(tài)處于新建狀態(tài)中的線程被調(diào)用start方法就會進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待被調(diào)度執(zhí)行。處于準(zhǔn)備狀態(tài)下的線程隨時都可能被系統(tǒng)選擇進(jìn)入運行狀態(tài)，從而執(zhí)行線程?？赡芡瑫r有多個線程處于準(zhǔn)備狀態(tài)，對于哪一個線程將進(jìn)入運行狀態(tài)是不確定的。線程從新建狀態(tài)進(jìn)入到準(zhǔn)備狀態(tài)后是不可能再進(jìn)入新建狀態(tài)的。在等待/阻塞狀態(tài)中的線程被解除等待和阻塞后將不直接進(jìn)入運行狀態(tài)，而是首先進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，讓系統(tǒng)來選擇哪一個線程進(jìn)入運行狀態(tài)。13.4.3運行狀態(tài)處于準(zhǔn)備狀態(tài)中的線程一旦被系統(tǒng)選中，使線程獲取了CPU時間，就會進(jìn)入運行狀態(tài)。在運行狀態(tài)中將執(zhí)行線程類run方法中的程序語句。線程進(jìn)入運行狀態(tài)后也不是一下執(zhí)行結(jié)束的，線程在運行狀態(tài)下隨時都可能被調(diào)度程序調(diào)度回準(zhǔn)備狀態(tài)。在運行狀態(tài)下還可以讓線程進(jìn)入到等待/阻塞狀態(tài)。在通常的單核CPU中，在同一時刻只有一個線程處于運行狀態(tài)的。在多核的CPU中，就可能兩個線程或更多的線程同時處于運行狀態(tài)，這也是多核CPU運行速度快的原因。13.4.4等待/阻塞狀態(tài)Java中定義了許多線程調(diào)度的方法，包括睡眠、阻塞、掛起和等待，這些方法將在后面的調(diào)度章節(jié)中講解。使用這些方法都會將處于運行狀態(tài)的線程調(diào)度到等待/阻塞狀態(tài)。處于等待/阻塞狀態(tài)的線程被解除后，不會立即回到運行狀態(tài)，而是首先進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待系統(tǒng)的調(diào)度。13.4.5死亡狀態(tài)當(dāng)線程中的run方法執(zhí)行結(jié)束后，或者程序發(fā)生異常終止運行后，線程會進(jìn)入死亡狀態(tài)。處于死亡狀態(tài)的線程不能再使用start方法啟動線程，這在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)到了這一點。但是這不代表處于死亡狀態(tài)的線程不能再被使用，它也是可以再被使用的，只是將被作為普通的類來使用。13.5線程的調(diào)度通過系統(tǒng)自動調(diào)度，線程的執(zhí)行順序是沒有保障的。Java中定義了一些線程調(diào)度的方法，使用這些方法在一定程序上對線程進(jìn)行調(diào)度，使用這些方法只是給線程一個調(diào)度的建議，具體是否能夠成功，也是沒有保障的。線程調(diào)度的方法有幾個，包括睡眠方法、設(shè)置優(yōu)先級、讓步方法等，在本節(jié)中就來學(xué)習(xí)這些方法的使用。13.5.1睡眠方法當(dāng)線程處于運行狀態(tài)時，調(diào)用sleep睡眠方法將使線程從運行狀態(tài)進(jìn)入等待/阻塞狀態(tài)，從而使程序停止運行。該方法是使正在運行的線程讓出CPU的最簡單方法之一。sleep睡眠方法是具有一個時間參數(shù)的，當(dāng)經(jīng)過這么長時間后，線程將進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待系統(tǒng)的調(diào)度。從而可以看出，當(dāng)線程調(diào)用睡眠方法后，要想回到運行狀態(tài)，需要的時間要比指定的睡眠時間長。13.5.2線程優(yōu)先級在大部分的系統(tǒng)中，對進(jìn)程的調(diào)度都是采用優(yōu)先級的方式來進(jìn)行的。在Java中對線程進(jìn)行調(diào)度時，也是可以采用優(yōu)先級來調(diào)度的。不同的線程可以具有不同的優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線程就會有更大的獲得CPU資源的概率，優(yōu)先級低的線程也并不是總不能被執(zhí)行，而是在優(yōu)先級高的線程執(zhí)行完之后再執(zhí)行。13.5.3yield讓步方法在Java中具有兩種線程讓步方法，先來介紹第一種yield讓步方法。yield讓步方法是可以使當(dāng)前正在運行的線程讓出當(dāng)前CPU，使線程回到準(zhǔn)備狀態(tài)，讓其他線程有進(jìn)入運行狀態(tài)的機會，而將CPU讓給哪一個線程是不確定的，由系統(tǒng)來進(jìn)行選擇。使用yield讓步方法的線程將從運行狀態(tài)進(jìn)入到準(zhǔn)備狀態(tài)。13.5.4join讓步方法使用join讓步方法，可以將當(dāng)前線程的CPU資源讓步給指定的線程。當(dāng)一個線程必須要等待另一個線程執(zhí)行完畢才可以恢復(fù)的時候可以使用join讓步方法。13.6綜合練習(xí)1．判斷下面程序是否能夠正常運行?！具\行結(jié)果】使用javac編譯程序?qū)a(chǎn)生一個和該程序?qū)?yīng)的class程序，然后使用Java運行編譯產(chǎn)生的class程序。2．判斷下面的程序是否能夠正常運行?！具\行結(jié)果】使用javac編譯程序?qū)a(chǎn)生一個和該程序?qū)?yīng)的class