Java-线程

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FRDW-创建线程
?线程的创建方式:
?1.继承Thread类

public class ThreadCreateDemo1 {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); //该方法调用多次,出现IllegalThreadStateException
}
}

class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
super.run();
System.out.println("hellow_world!");
}
}
?2.实现Runnable接口

public class ThreadCreateDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Runnable runnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();
}
}

class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("通过Runnable创建的线程!");
}
}
??上述两种创建方式,工作时性质一样。但是建议使用实现Runable接口方式。解决单继承的局限性。

-线程运行结果与执行顺序无关
?线程的调度是由CPU决定，CPU执行子任务时间具有不确定性。

public class ThreadRandomDemo1 {
public static void main(String[] args) {
Thread[] threads = new Thread[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threads[i] = new RandomThread("RandomThread:" + i);
}
for(Thread thread : threads) {
thread.start();
}
}
}

class RandomThread extends Thread {

public RandomThread(String name) {
    super(name);
}

@Override
public void run() {
    try {
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}
??以上10个线程，代码按照顺序执行，但是结果可以看出没有按照顺序执行，而且多次执行结果基本不同。

图1-1 随机线程被执行
-线程实例变量与安全问题
??线程之间变量有共享与不共享之分，共享理解为大家都使用同一份，不共享理解为每个单独持有一份。
??1.共享数据情况

public class ThreadShareVariableDemo {
public static void main(String[] args) {
Runnable runnable = new ShareVariableRunnable();
Thread[] threads = new Thread[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
threads[i] = new Thread(runnable, "thread:" + (i+1));
}
for (Thread thread : threads) {
thread.start();
}
}
}

class ShareVariableRunnable implements Runnable {
private int count = 5;

public void run() {
    System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",count:" + count--);
}

}

图1-2 线程共享变量

从上图结果可以看出，count变量是共享的，不然都会打印5。但是也发现了一点thread:1 与 thread:2 打印值一样，该现象就是我们通常称为的脏数据【多线程对同一变量进行读写操作不同步产生】。
??解决方案在访问变量方法中增加synchronized关键字：

class ShareVariableRunnable implements Runnable {
private int count = 5;

public synchronized void run() {
    System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",count:" + count--);
}

}

图1-3 线程共享变量安全

如图每次打印count都是正常递减，这里解释一下synchronized关键字，含有synchronized关键字的这个方法称为“互斥区” 或“临界区”，只有获得这个关键字对应的锁才能执行方法体，方法体执行完自动会释放锁。

-停止线程
?终止正在运行的线程方法有三种：
??1)使用退出标志,使线程正常的执行完run方法终止。
??2)使用interrupt方法,使线程异常，线程进行捕获或抛异常，正常执行完run方法终止。
??3)使用stop方法强制退出。
?这里主要说明前两种方法；
?1.使用退出标志方法

public class ThreadVariableStopDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
VariableStopThread thread = new VariableStopThread("thread_1");
thread.start();
Thread.sleep(1);
thread.Stop();
}
}

class VariableStopThread extends Thread {
private boolean interrupt = true;

public VariableStopThread(String name) {
    super(name);
}

public void run() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":线程开始运行!");
    int i = 0;
    while(interrupt) {
        System.out.println("" + (i++));
    }
    System.out.println("我停止了! timer:" + System.currentTimeMillis());
}

public void Stop() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":线程设置了停止! timer:" + System.currentTimeMillis());
    this.interrupt = false;
}

}

图1-4 线程退出

Thread_1中启动了一个while循环,一直打印i的累加值。main线程在sleep 1ms后设置Thread_1停止标志。Thread_1 while循环判断条件不符合正常执行完run方法结束。从【图1-4 线程退出】中可以看出设置完停止标志后13还是正常打印，原因是因为while方法体中是原子操作，不能直接打断。
??在使用终止线程方法一时，个人建议代码这么修改更符合Java API规范也避免线程死循环问题【后面章节会介绍】。

public class ThreadVariableStopDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
VariableStopThread thread = new VariableStopThread("thread_1");
thread.start();
Thread.sleep(10);
thread.interrupt();
}
}

class VariableStopThread extends Thread {

public VariableStopThread(String name) {
    super(name);
}

public void run() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":线程开始运行!");
    while(!isInterrupted()) { 
    }
    System.out.println("我停止了! timer:" + System.currentTimeMillis());
}

}
?2.使用interrupt方法

public class ThreadInterruptDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new InterruptThread("thread_1");
thread.start();
Thread.sleep(1);
System.out.println(thread.getName() + "线程设置:interrupt");
thread.interrupt();
}
}

class InterruptThread extends Thread {

public InterruptThread(String name) {
    super(name);
}

@Override
public void run() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始!");
    for(int i =0; i < 1000; i++) {
        try {
            Thread.sleep(0);
            System.out.println("" + (i + 1));
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程捕获异常,退出循环!");
            break;
        }
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程结束!");
}

}

图1-5 线程退出

从上图可以看出线程正常退出，但是发现一点循环结构体后面一句打印也打印了，解决这个问题的方案有两个:
?1.异常法
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始!");
try {
for(int i = 0; i < 1000; i++) {
if(Thread.currentThread().interrupted()) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止状态!");
throw new InterruptedException();
}
Thread.sleep(0);
System.out.println("" + (i + 1));
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程结束!");
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程捕获异常,退出循环!");
e.printStackTrace();
}
}

图1-6 线程退出

代码有两个关键点：
??1)for循环外捕获异常【这是程序的关键点】
??2)判断设置了interrupted标志则抛出异常。
?2.return法
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始!");
try {
for(int i = 0; i < 1000; i++) {
Thread.sleep(0);
System.out.println("" + (i + 1));
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程捕获异常,退出循环!");
e.printStackTrace();
return;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程结束!");
}
??这个方法相对简单，也比较常用。两种方法结果都一样直接退出不进行后续工作,两种方法依据功能需求选择。
??上述两个方法sleep都是0，这里给大家看看沉睡中退出，有一个现象会发生。

图1-7 线程退出

从【图1-7 线程退出】可以看出sleep使用interrupt()退出直接进入异常，而且interrupt标志位置为false【记住这点】。
-线程优先级
??线程优先级范围为1-10，API提供等级分为：低（MIN_PRIORITY = 1)，中（NORM_PRIORITY=5），高（MAX_PRIORITY=10）。
?线程优先级有以下特点：
??1)继承特性【线程A中启动线程B，线程B继承了A的优先级】；
??2)随机性【线程调度的顺序不一定是根据优先级，具有随机性】；

public class ThreadPriorityDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new ThreadPriority("thread_1<<<<");
Thread thread_1 = new ThreadPriority(">>>thread_2");
thread_1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); //<设置线程优先级
thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
thread_1.start();
thread.start();
}
}

class ThreadPriority extends Thread {
public ThreadPriority(String name) {
super(name);
}

@Override
public void run() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",number:" + i + ",Priority:" + Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

}

图1-8 线程优先级

运行的很给力，以下体现了两个问题:①线程运行顺序与代码执行顺序无关。②线程优先级具有随机性，不是优先级高的就先完成。
?下面验证线程优先级具有继承性,上面代码修改如下：
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new ThreadPriority("thread_1<<<<");
Thread thread_1 = new ThreadPriority(">>>thread_2");
// thread_1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); //<取消设置线程优先级
thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
thread_1.start();
thread.start();
}

图1-9 线程优先级

从上图可以看出thread_2与main线程优先级一样都是5，原因是main线程中启动了thread_2，thread_2继承了mian线程的优先级。

-守护线程
守护线程顾名思义是一个线程守护另一个线程【此线程为非守护线程】，故守护的线程称为守护线程，被守护的线程称为非守护线程。作用是为其他线程运行提供便利服务。

public class DaemonThreadDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new DaemonThread();
thread.setDaemon(true);
thread.start();
System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + "停止运行!" );
}
}

class DaemonThread extends Thread {
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("DaemonThread 正在运行!");
}
}
}

图1-10 守护线程

从上图可以看出，主线程停止DaemonThread线程也相应的停止了，但不是立即停止。

-线程让步
??线程让步【yield方法】让当前线程释放CPU资源，让其他线程抢占。

public class ThreadYieldDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new ThreadYield();
thread.start();
}
}
class ThreadYield extends Thread {
@Override
public void run() {
long time_start = System.currentTimeMillis();
for(int i = 0; i < 500000; i++) {
Math.random();
// Thread.yield();
}
long time_end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("用时：" + (time_end - time_start));
}
}

图1-11 线程正常耗时.jpg

图1-11 线程让步耗时.jpg

从以上两图可以看出，线程的让步操作比不让步耗时长。

-总结
??本篇主要介绍线程API的基础功能，比较常用的线程创建,线程安全,停止线程。只有掌握这些基础才能更好的服务后面线程知识。

Java-线程

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