Java多线程基础知识总结笔记

时间:2022-03-13 05:42:08

本篇笔记记录一些在Java多线程编程中常见的关键字,比较简单和基础的就不写太详细了。

一、Thread类(其实也是应用了Runnable接口)和Runnable接口(只有一个run方法,应用该类必须重写run方法)

一般我们定义一个线程类,可以继承Thread类或者应用Runnable接口,不管是继承哪个,都要重写run方法。

比如我们定义一个线程类:

public class Threadtest implements  Runnable
{
@Override
void run()
{
//写你需要这个进程进行的操作
}
}

然后在主方法里面生成线程对象并调用start()方法运行:

public static void main(String args[]){
new Thread(new Threadtest()).start();
}

一般来说线程有以下几种状态:

新生(New):这个状态下我们通过new关键字生成了新的线程Thread对象,为它分配了内存空间,但是这个线程并不是存活状态;

就绪(Runnable):线程对象调用start()方法,线程进入runnable状态,等待分配CPU资源。这个时候线程是存活的;

运行(Running):获取CPU资源后,线程开始进行,run()方法被执行,直到线程结束,或者因为资源耗尽等原因被中断或挂起;

阻塞(Blocked):线程调用join()、sleep()和wait()等方法而暂处阻塞状态;

死亡(Dead):线程结束,或者因为异常而*中断或异常退出,生命周期结束。

三、sleep方法和wait方法
3.1、sleep方法(只释放CPU,不释放锁),比如一个变量i,好几个线程都要用到,线程A调用sleep方法只释放了CPU,但是A没有释放i的锁,而那几个线程又刚好需要i达到一定条件才能继续运行,所以线程A就算释放了CPU也没用。

 3.2、wait方法(释放CPU和锁),比如有两个进程,进程A调用wait方法之后,进程释放CPU和锁,要等待线程B调用notify方法或notifyAll方法来通知A,你可以来抢夺资源了,但是A不一定就能抢得到。

四、synchronized同步标志

使用场合:比如这里有个资源j,好几个线程都要用到,我们把它叫做竞争资源(竞态条件),对这样的共享资源我们就要进行同步操作,以免一个线程对这个变量的操作被另一个线程覆盖了。通常有两种使用方法:

1、public/private/protected 函数返回类型 synchronized 函数名(形参)
{
//函数内容
}
例如:
public void synchronized FuncName()
{
//do something
} 2、public/private/protected 函数返回类型 函数名(形参)
{
synchronized(this)

//需要进行同步操作的函数内容

//其他操作
}

下面来个经典的面试题:给个变量j给你,叫你写个两个函数(线程)一个对它进行累加操作,一个对它进行递减操作。然后在主函数里产生四个线程,两个进行累加,两个进行递减。

public class ThreadTest1
{
private int j;
public static void main(String args[]){
ThreadTest1 tt=newThreadTest1();
Inc inc=tt.new Inc();
Dec dec=tt.new Dec();
for(inti=0;i<2;i++){
Thread t=newThread(inc);
t.start();
t=new Thread(dec);
t.start();
}
}
private synchronized void inc(){
j++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-inc:"+j);
}
private synchronized void dec(){
j--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-dec:"+j);
}
class Inc implements Runnable{
public void run(){
for(inti=0;i<100;i++){
inc();
}
}
}
class Dec implements Runnable{
public void run(){
for(inti=0;i<100;i++){
dec();
}
}
}
}

五、Lock方法和unLock方法
jdk5.0版本及之前只有synchronized,后来就有了Lock方法,synchronized能做的事情Lock方法都能做,而且锁的获取和释放更加明确,因为编程人员需要明确给出释放锁的时机,是更严谨的机制。
这个的用法也比较简单,我们先给出下面的类定义,方便解释:

import java.util.concurrent.locks.*;
public class LockTest
{
Lock lock = new ReentrantLock();// 锁
//定义一个公共资源
private int val = 0;
//再定义两个私有类,两个类都应用Runnable接口:
private class IncClass implements Runnable()
{
//重写run
void run()
{
lock.lock(); //锁定
try{
//对竞争资源的操作
val++;
System.out.println("现在value的值是"+val);
}catch(Exception e){
}
lock.unlock(); //释放锁
}
}
private class DecClass implements Runnable()
{
//重写run
void run()
{
lock.lock();
try{
val--;
System.out.println("现在value的值是"+val);
}catch(Exception e){
}
lock.unlock();
}
}
//主方法
public static void main(String[] args) throws Exception
{
LockTest lt = new LockTest();
for(int i = 0 ; i< 10 ; i++)
{
new Thread(lt.new IncClass()).start();
new Thread(lt.new DecClass()).start();
}
}
}

上面的代码没编译运行过,因为直接在文本文档里面敲的,不过也就是那个意思。你要对一个竞态资源进行写操作的时候,先获得锁,这样其他进程没办法对它进行访问,操作完成之后释放锁。
为了有个确定能运行的例子,去抄了别人写的可以运行的测试代码过来:

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class LockTest {
/**
* @paramargs
*/
private int j;
private Lock lock =new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
LockTest tt = new LockTest();
for(int i=0;i<2;i++)
{
new Thread(tt.new Adder()).start();
new Thread(tt.new Subtractor()).start();
}
} //两个内部类,作为数据成员的形式出现
private class Subtractor implements Runnable {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated methodstub
while(true)
{
/*synchronized (ThreadTest.this) {
System.out.println("j--="+ j--);
//这里抛异常了,锁能释放吗?
}*/
lock.lock();
try
{
System.out.println("j--="+ j--);
}finally
{
lock.unlock();
}
}
}
} private class Adder implements Runnable
{
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated methodstub
while(true)
{
/*synchronized (ThreadTest.this) {
System.out.println("j++="+ j++);
}*/
lock.lock();
try
{
System.out.println("j++="+ j++);
}finally
{
lock.unlock();
}
}
}
}
}

如果是多个线程读取,一个线程进行写的话,只需要给进行写操作的进程锁即可,读取操作那些线程一般是不需要锁的。

 六、join方法

因为join方法使用方法比较神奇,我看了有篇博文讲得很好,不过看了几遍还是比较晕乎,主要是因为运用得不多,所以理解不深刻。其实学习还是要用任务驱动的方式最高效,这种纯学但是没有运用条件和环境的学习是没什么效果的。

给出join方法的帮助文档:

Java多线程基础知识总结笔记

它的字面意思是:等当前调用join方法的进程在限定时间内死亡,如果限定时间为0,则一直等待。它的实现是通过一个条件为“this.alive”的“this.wait”循环操作进行的,即是:只要判断这个进程存活,则进行“this.wait”循环,等这个进程终结的时候通过this.notifyAll来通知其他进程争夺资源。
最后推荐一篇写得还不错的博文,虽然排版有点惨不忍睹,不过内容是不错的:

http://java.chinaitlab.com/base/828720.html