林炳文Evankaka原创作品。

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        写在前面的话：此文仅仅能说是java多线程的一个入门。事实上Java里头线程全然能够写一本书了，可是假设最基本的你都学掌握好，又怎么能更上一个台阶呢？假设你认为此文非常简单，那推荐你看看Java并发包的的线程池（Java并发编程与技术内幕:线程池深入理解），或者看这个专栏：Java并发编程与技术内幕。你将会对Java里头的高并发场景下的线程有更加深刻的理解。

文件夹(?)[-]

1. 一扩展javalangThread类
2. 二实现javalangRunnable接口
3. 三Thread和Runnable的差别
4. 四线程状态转换
5. 五线程调度
6. 六经常使用函数说明
1. 使用方式
2. 为什么要用join方法
7. 七常见线程名词解释
8. 八线程同步
9. 九线程数据传递

        本文主要讲了java中多线程的使用方法、线程同步、线程数据传递、线程状态及对应的一些线程函数使用方法、概述等。在这之前，首先让我们来了解下在操作系统中进程和线程的差别：

　　进程：每一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，一个进程包括1--n个线程。（进程是资源分配的最小单位）

　　线程：同一类线程共享代码和数据空间，每一个线程有独立的执行栈和程序计数器(PC)，线程切换开销小。（线程是cpu调度的最小单位）

　　线程和进程一样分为五个阶段：创建、就绪、执行、堵塞、终止。

　　多进程是指操作系统能同一时候执行多个任务（程序）。

　　多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。

在java中要想实现多线程，有两种手段。一种是继续Thread类。第二种是实现Runable接口.(事实上准确来讲，应该有三种，还有一种是实现Callable接口，并与Future、线程池结合使用，此文这里不讲这个。有兴趣看这里Java并发编程与技术内幕:Callable、Future、FutureTask、CompletionService )

一、扩展java.lang.Thread类

这里继承Thread类的方法是比較经常使用的一种，假设说你仅仅是想起一条线程。没有什么其它特殊的要求，那么能够使用Thread.（笔者推荐使用Runable。后头会说明为什么）。

以下来看一个简单的实例

package com.multithread.learning;
/**
 *@functon 多线程学习
 *@author 林炳文
 *@time 2015.3.9
 */
class Thread1 extends Thread{
	private String name;
    public Thread1(String name) {
       this.name=name;
    }
	public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(name + "执行  :  " + i);
            try {
                sleep((int) Math.random() * 10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
       
	}
}
public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
		Thread1 mTh2=new Thread1("B");
		mTh1.start();
		mTh2.start();

	}

}

A执行  :  0
B执行  :  0
A执行  :  1
A执行  :  2
A执行  :  3
A执行  :  4
B执行  :  1
B执行  :  2
B执行  :  3
B执行  :  4

再执行一下：

可是start方法反复调用的话，会出现java.lang.IllegalThreadStateException异常。

		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
		Thread1 mTh2=mTh1;
		mTh1.start();
		mTh2.start();

Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException
    at java.lang.Thread.start(Unknown Source)
    at com.multithread.learning.Main.main(Main.java:31)
A执行  :  0
A执行  :  1
A执行  :  2
A执行  :  3
A执行  :  4

二、实现java.lang.Runnable接口

採用Runnable也是非经常见的一种，我们仅仅须要重写run方法就可以。以下也来看个实例。

/**
 *@functon 多线程学习
 *@author 林炳文
 *@time 2015.3.9
 */
package com.multithread.runnable;
class Thread2 implements Runnable{
	private String name;

	public Thread2(String name) {
		this.name=name;
	}

	@Override
	public void run() {
		  for (int i = 0; i < 5; i++) {
	            System.out.println(name + "执行  :  " + i);
	            try {
	            	Thread.sleep((int) Math.random() * 10);
	            } catch (InterruptedException e) {
	                e.printStackTrace();
	            }
	        }
		
	}
	
}
public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Thread2("C")).start();
		new Thread(new Thread2("D")).start();
	}

}

C执行  :  0
D执行  :  0
D执行  :  1
C执行  :  1
D执行  :  2
C执行  :  2
D执行  :  3
C执行  :  3
D执行  :  4
C执行  :  4

总结：

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：

1）：适合多个同样的程序代码的线程去处理同一个资源

2）：能够避免java中的单继承的限制

3）：添加程序的健壮性，代码能够被多个线程共享，代码和数据独立

4）：线程池仅仅能放入实现Runable或callable类线程，不能直接放入继承Thread的类

提醒一下大家：main方法事实上也是一个线程。在java中所以的线程都是同一时候启动的，至于什么时候。哪个先执行。全然看谁先得到CPU的资源。

在java中，每次程序执行至少启动2个线程。一个是main线程，一个是垃圾收集线程。

由于每当使用java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个ＪＶＭ。每一个ｊＶＭ实习在就是在操作系统中启动了一个进程。

四、线程状态转换

五、线程调度

线程的调度

static int MAX_PRIORITY
          线程能够具有的最高优先级，取值为10。
static int MIN_PRIORITY
          线程能够具有的最低优先级，取值为1。
static int NORM_PRIORITY
          分配给线程的默认优先级。取值为5。

Thread t = new AThread(); t.start(); t.join();

/**
 *@functon 多线程学习,join
 *@author 林炳文
 *@time 2015.3.9
 */
package com.multithread.join;
class Thread1 extends Thread{
	private String name;
    public Thread1(String name) {
    	super(name);
       this.name=name;
    }
	public void run() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 线程执行開始!");
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("子线程"+name + "执行 : " + i);
            try {
                sleep((int) Math.random() * 10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 线程执行结束!");
	}
}

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程执行開始!");
		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
		Thread1 mTh2=new Thread1("B");
		mTh1.start();
		mTh2.start();
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "主线程执行结束!");

	}

}

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程执行開始!");
		Thread1 mTh1=new Thread1("A");
		Thread1 mTh2=new Thread1("B");
		mTh1.start();
		mTh2.start();
		try {
			mTh1.join();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		try {
			mTh2.join();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "主线程执行结束!");

	}

}

/**
 *@functon 多线程学习 yield
 *@author 林炳文
 *@time 2015.3.9
 */
package com.multithread.yield;
class ThreadYield extends Thread{
    public ThreadYield(String name) {
        super(name);
    }
 
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 50; i++) {
            System.out.println("" + this.getName() + "-----" + i);
            // 当i为30时，该线程就会把CPU时间让掉，让其它或者自己的线程执行（也就是谁先抢到谁执行）
            if (i ==30) {
                this.yield();
            }
        }
	
}
}

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		
		ThreadYield yt1 = new ThreadYield("张三");
    	ThreadYield yt2 = new ThreadYield("李四");
        yt1.start();
        yt2.start();
	}

}

Thread4 t1 = new Thread4("t1");
Thread4 t2 = new Thread4("t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

/**
 * wait使用方法
 * @author DreamSea 
 * @time 2015.3.9 
 */
package com.multithread.wait;
public class MyThreadPrinter2 implements Runnable {   
	  
    private String name;   
    private Object prev;   
    private Object self;   
  
    private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {   
        this.name = name;   
        this.prev = prev;   
        this.self = self;   
    }   
  
    @Override  
    public void run() {   
        int count = 10;   
        while (count > 0) {   
            synchronized (prev) {   
                synchronized (self) {   
                    System.out.print(name);   
                    count--;  
                    
                    self.notify();   
                }   
                try {   
                    prev.wait();   
                } catch (InterruptedException e) {   
                    e.printStackTrace();   
                }   
            }   
  
        }   
    }   
  
    public static void main(String[] args) throws Exception {   
        Object a = new Object();   
        Object b = new Object();   
        Object c = new Object();   
        MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);   
        MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);   
        MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);   
           
           
        new Thread(pa).start();
        Thread.sleep(100);  //确保按顺序A、B、C执行
        new Thread(pb).start();
        Thread.sleep(100);  
        new Thread(pc).start();   
        Thread.sleep(100);  
        }   
}  

八、线程同步

1、synchronizedkeyword的作用域有二种：
1）是某个对象实例内，synchronized aMethod(){}能够防止多个线程同一时候訪问这个对象的synchronized方法（假设一个对象有多个synchronized方法，仅仅要一个线程訪问了当中的一个synchronized方法。其它线程不能同一时候訪问这个对象中不论什么一个synchronized方法）。这时。不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。也就是说，其它线程照样能够同一时候訪问同样类的还有一个对象实例中的synchronized方法。
2）是某个类的范围。synchronized static aStaticMethod{}防止多个线程同一时候訪问这个类中的synchronized static 方法。它能够对类的全部对象实例起作用。

2、除了方法前用synchronizedkeyword，synchronizedkeyword还能够用于方法中的某个区块中，表示仅仅对这个区块的资源实行相互排斥訪问。

使用方法是: synchronized(this){/*区块*/}。它的作用域是当前对象；

3、synchronizedkeyword是不能继承的。也就是说。基类的方法synchronized f(){} 在继承类中并不自己主动是synchronized f(){}，而是变成了f(){}。继承类须要你显式的指定它的某个方法为synchronized方法；

Java对多线程的支持与同步机制深受大家的喜爱，似乎看起来使用了synchronizedkeyword就能够轻松地解决多线程共享数据同步问题。究竟怎样？――还得对synchronizedkeyword的作用进行深入了解才可定论。

总的说来。synchronizedkeyword能够作为函数的修饰符，也可作为函数内的语句，也就是平时说的同步方法和同步语句块。

假设再细的分类。synchronized可作用于instance变量、object reference（对象引用）、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。

在进一步阐述之前，我们须要明白几点：

A．不管synchronizedkeyword加在方法上还是对象上，它取得的锁都是对象，而不是把一段代码或函数当作锁――并且同步方法非常可能还会被其它线程的对象訪问。

B．每一个对象仅仅有一个锁（lock）与之相关联。

C．实现同步是要非常大的系统开销作为代价的。甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。

接着来讨论synchronized用到不同地方对代码产生的影响：

假设P1、P2是同一个类的不同对象，这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法。P1、P2就都能够调用它们。

1．  把synchronized当作函数修饰符时。演示样例代码例如以下：

Public synchronized void methodAAA()
{
//….
}

这也就是同步方法，那这时synchronized锁定的是哪个对象呢？它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说。当一个对象P1在不同的线程中执行这个同步方法时。它们之间会形成相互排斥，达到同步的效果。可是这个对象所属的Class所产生的还有一对象P2却能够随意调用这个被加了synchronizedkeyword的方法。

上边的演示样例代码等同于例如以下代码：

public void methodAAA()
{
synchronized (this)      //  (1)
{
       //…..
}
}

 (1)处的this指的是什么呢？它指的就是调用这种方法的对象，如P1。可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference。

――那个拿到了P1对象锁的线程，才干够调用P1的同步方法。而对P2而言。P1这个锁与它毫不相干。程序也可能在这样的情形下摆脱同步机制的控制，造成数据混乱：（

2．同步块，演示样例代码例如以下：

            public void method3(SomeObject so)
              {
                     synchronized(so)
{
       //…..
}
}

这时，锁就是so这个对象，谁拿到这个锁谁就能够执行它所控制的那段代码。

当有一个明白的对象作为锁时，就能够这样敲代码，但当没有明白的对象作为锁，仅仅是想让一段代码同步时。能够创建一个特殊的instance变量（它得是一个对象）来充当锁：

class Foo implements Runnable
{
       private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance变量
    Public void methodA()
{
       synchronized(lock) { //… }
}
//…..
}

注：零长度的byte数组对象创建起来将比不论什么对象都经济――查看编译后的字节码：生成零长度的byte[]对象仅仅需3条操作码。而Object lock = new Object()则须要7行操作码。

3．将synchronized作用于static 函数。演示样例代码例如以下：

Class Foo
{
public synchronized static void methodAAA()   // 同步的static 函数
{
//….
}
public void methodBBB()
{
       synchronized(Foo.class)   //  class literal(类名称字面常量)
}
       }

   代码中的methodBBB()方法是把class literal作为锁的情况。它和同步的static函数产生的效果是一样的，取得的锁非常特别，是当前调用这种方法的对象所属的类（Class。而不再是由这个Class产生的某个详细对象了）。

记得在《Effective Java》一书中看到过将 Foo.class和 P1.getClass()用于作同步锁还不一样，不能用P1.getClass()来达到锁这个Class的目的。P1指的是由Foo类产生的对象。

能够推断：假设一个类中定义了一个synchronized的static函数A，也定义了一个synchronized 的instance函数B，那么这个类的同一对象Obj在多线程中分别訪问A和B两个方法时。不会构成同步，由于它们的锁都不一样。A方法的锁是Obj这个对象，而B的锁是Obj所属的那个Class。

总结一下：

1、线程同步的目的是为了保护多个线程反问一个资源时对资源的破坏。

2、线程同步方法是通过锁来实现，每一个对象都有切仅有一个锁。这个锁与一个特定的对象关联，线程一旦获取了对象锁，其它訪问该对象的线程就无法再訪问该对象的其它非同步方法
3、对于静态同步方法，锁是针对这个类的。锁对象是该类的Class对象。静态和非静态方法的锁互不干预。一个线程获得锁，当在一个同步方法中訪问另外对象上的同步方法时，会获取这两个对象锁。

4、对于同步，要时刻清醒在哪个对象上同步。这是关键。
5、编写线程安全的类。须要时刻注意对多个线程竞争訪问资源的逻辑和安全做出正确的推断。对“原子”操作做出分析。并保证原子操作期间别的线程无法訪问竞争资源。
6、当多个线程等待一个对象锁时，没有获取到锁的线程将发生堵塞。
7、死锁是线程间相互等待锁锁造成的，在实际中发生的概率非常的小。真让你写个死锁程序。不一定好使，呵呵。可是。一旦程序发生死锁。程序将死掉。

九、线程数据传递

在传统的同步开发模式下，当我们调用一个函数时。通过这个函数的參数将数据传入。并通过这个函数的返回值来返回终于的计算结果。

但在多线程的异步开发模式下，数据的传递和返回和同步开发模式有非常大的差别。由于线程的执行和结束是不可预料的。因此，在传递和返回数据时就无法象函数一样通过函数參数和return语句来返回数据。

9.1、通过构造方法传递数据 
在创建线程时，必须要建立一个Thread类的或其子类的实例。因此。我们不难想到在调用start方法之前通过线程类的构造方法将数据传入线程。

并将传入的数据使用类变量保存起来，以便线程使用(事实上就是在run方法中使用)。以下的代码演示了怎样通过构造方法来传递数据： 

 
package mythread; 
public class MyThread1 extends Thread 
{ 
private String name; 
public MyThread1(String name) 
{ 
this.name = name; 
} 
public void run() 
{ 
System.out.println("hello " + name); 
} 
public static void main(String[] args) 
{ 
Thread thread = new MyThread1("world"); 
thread.start(); 
} 
} 

由于Java没有默认參数。要想实现相似默认參数的效果，就得使用重载。这样不但使构造方法本身过于复杂，又会使构造方法在数量上大增。因此，要想避免这样的情况，就得通过类方法或类变量来传递数据。 

9.2、通过变量和方法传递数据 
向对象中传入数据一般有两次机会。第一次机会是在建立对象时通过构造方法将数据传入。另外一次机会就是在类中定义一系列的public的方法或变量（也可称之为字段）。

然后在建立完对象后，通过对象实例逐个赋值。以下的代码是对MyThread1类的改版，使用了一个setName方法来设置 name变量： 

 
package mythread; 
public class MyThread2 implements Runnable 
{ 
private String name; 
public void setName(String name) 
{ 
this.name = name; 
} 
public void run() 
{ 
System.out.println("hello " + name); 
} 
public static void main(String[] args) 
{ 
MyThread2 myThread = new MyThread2(); 
myThread.setName("world"); 
Thread thread = new Thread(myThread); 
thread.start(); 
} 
} 

上面讨论的两种向线程中传递数据的方法是最经常使用的。

但这两种方法都是main方法中主动将数据传入线程类的。这对于线程来说，是被动接收这些数据的。然而。在有些应用中须要在线程执行的过程中动态地获取数据，如在以下代码的run方法中产生了3个随机数，然后通过Work类的process方法求这三个随机数的和，并通过Data类的value将结果返回。从这个样例能够看出，在返回value之前，必须要得到三个随机数。也就是说，这个 value是无法事先就传入线程类的。 

 
package mythread; 
class Data 
{ 
public int value = 0; 
} 
class Work 
{ 
public void process(Data data, Integer numbers) 
{ 
for (int n : numbers) 
{ 
data.value += n; 
} 
} 
} 
public class MyThread3 extends Thread 
{ 
private Work work; 
public MyThread3(Work work) 
{ 
this.work = work; 
} 
public void run() 
{ 
java.util.Random random = new java.util.Random(); 
Data data = new Data(); 
int n1 = random.nextInt(1000); 
int n2 = random.nextInt(2000); 
int n3 = random.nextInt(3000); 
work.process(data, n1, n2, n3); // 使用回调函数 
System.out.println(String.valueOf(n1) + "+" + String.valueOf(n2) + "+" 
+ String.valueOf(n3) + "=" + data.value); 
} 
public static void main(String[] args) 
{ 
Thread thread = new MyThread3(new Work()); 
thread.start(); 
} 
} 

  好了。Java多线程的基础知识就说到这里了。有兴趣研究多线程的推荐直接看java的源代码，你将会得到非常大的提升！

林炳文Evankaka原创作品。

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