JAVA多线程

在讨论这个问题之前，首先应该明白的就是线程与进程区别，这个问题百度搜索定义已经是够全了，在此不过多赘述，只是前几天在知乎上看到一个描述感觉十分恰当。

开个QQ，开了一个进程；开了迅雷，开了一个进程。在QQ的这个进程里，传输文字开一个线程、传输语音开了一个线程、弹出对话框又开了一个线程。所以运行某个软件，相当于开了一个进程。在这个软件运行的过程里（在这个进程里），多个工作支撑的完成QQ的运行，那么这“多个工作”分别有一个线程。所以一个进程管着多个线程。通俗的讲：“进程是爹妈，管着众多的线程儿子”

由上可见，在大多数应用程序中基本都是多线程程序。

1. 线程生命周期

我们回到JAVA中的多线程编程，Java 给多线程编程提供了内置的支持。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。当然线程作为一个程序，也是一个动态执行的过程，他也有从产生到灭亡的过程，下图显示了一个线程完整的生命周期。

下面对图中的线程状态加以解释：

• 新建状态:使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。

• 就绪状态:当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。

• 运行状态:如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

• 阻塞状态:如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：

  • 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
  • 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
  • 其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。

• 死亡状态:
  一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

2. 线程优先级

每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。
Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是1(MIN_PRIORITY)-10(MAX_PRIORITY)。数值越小优先级越高，具有高优先级的线程能够获得更多的运行机会，但优先级并不意味着线程的执行次序。只不过，优先级高的线程获取CPU资源的概率较大，优先级低的并非没机会执行。默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级5。另外，线程的优先级有继承关系，比如A线程中创建了B线程，那么B将和A具有相同的优先级。

static int MIN_PRIORITY线程可以具有的最高优先级，取值为1。
static int NORM_PRIORITY分配给线程的默认优先级，取值为5。
static int MAX_PRIORITY分配给线程的默认优先级，取值为10。
Thread类的setPriority()和getPriority()方法分别用来设置和获取线程的优先级。

3. 多线程实现

Java 提供了三种创建线程的方法：

• 通过实现 Runnable 接口
• 通过继承 Thread 类本身
• 通过 Callable 和 Future 创建线程

3.1 通过实现 Runnable 接口来创建线程

创建一个线程，最简单的方法是创建一个实现 Runnable 接口的类。
为了实现 Runnable，一个类只需要执行一个方法调用 run()，声明如下：

public void run()

你可以重写该方法，重要的是理解的 run() 可以调用其他方法，使用其他类，并声明变量，就像主线程一样。在创建一个实现 Runnable 接口的类之后，你可以在类中实例化一个线程对象。

新线程创建之后，你调用它的 start() 方法它才会运行。

void start();

下面是一个创建线程并开始让它执行的实例：

class RunnableDemo implements Runnable {
    private Thread t;
    private String threadName;

    RunnableDemo( String name) {
        threadName = name;
        System.out.println("Creating " +  threadName );
    }

    public void run() {
        System.out.println("Running " +  threadName );
        try {
            for(int i = 4; i > 0; i--) {
                System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
                // 让线程睡眠一会
                Thread.sleep(50);
            }
        }catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");
        }
        System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
    }

    public void start () {
        System.out.println("Starting " +  threadName );
        if (t == null) {
            t = new Thread (this, threadName);
            t.start ();
        }
    }
}

public class TestThread {
    public static void main(String args[]) { 
        RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
        R1.start();

        RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
        R2.start();
    }
}

编译以上程序运行结果如下：

Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-1 exiting.
Thread Thread-2 exiting.

3.2 通过继承 Thread 类本身

创建一个线程的第二种方法是创建一个新的类，该类继承 Thread 类，然后创建一个该类的实例。继承类必须重写 run() 方法，该方法是新线程的入口点。它也必须调用 start() 方法才能执行。该方法尽管被列为一种多线程实现方式，但是本质上也是实现了 Runnable 接口的一个实例。下面放一段通过继承Thread实现多线程的代码：

class ThreadDemo extends Thread {
    private Thread t;
    private String threadName;

    ThreadDemo( String name) {
        threadName = name;
        System.out.println("Creating " +  threadName );
    }

    public void run() {
        System.out.println("Running " +  threadName );
        try {
            for(int i = 4; i > 0; i--) {
                System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
                // 让线程睡眠一会
                Thread.sleep(50);
            }
        }catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");
        }
        System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
    }

    public void start () {
        System.out.println("Starting " +  threadName );
        if (t == null) {
            t = new Thread (this, threadName);
            t.start ();
        }
    }
}

public class TestThread {

    public static void main(String args[]) {
        ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread-1");
        T1.start();

        ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread-2");
        T2.start();
    }
}

输出结果：

Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-1 exiting.
Thread Thread-2 exiting.

3.3 两种方法对比

采用实现 Runnable接口的方式创建多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口，还可以继承其他类。而使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可获得当前线程。

参考资料

JAVA核心编程
计算机操作系统 李学干
https://www.zhihu.com/question/25532384/answer/131906596