(一)java多线程之Thread

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Thread类

学习java线程的开发者,首先遇到的第一个类就是Thread,通过使用Thread类,我们就可以启动,停止,中断一个线程. 在同一个时间片里, 可能会有多个线程在执行, 每个线程都拥有它自己的方法调用堆栈, 参数和变量.每个app至少会有一个线程--主线程(main thread).

创建一个线程

java创建线程有两种方式

1. 创建一个继承Thread的子类,并实现run方法

2. 使用Thread的构造方法public Thread(Runnable target)创建,这个需要传入一个实现Runnable接口的子类

实现

下面我们分别以这两种方式实现一下.

• 编写SubThread继承Thread,并覆盖run方法 SubThread.java

public class SubThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i ++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("begin main");
        SubThread sub = new SubThread();
        sub.start();
        System.out.println("end main");
    }
}

• 编写SubRunnable实现Runnable,然后使用构造器Thread(Runnable) 创建一个线程

public class SubRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i ++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("begin main");
        Thread thread = new Thread(new SubRunnable());
        thread.start();
        System.out.println("end main");
    }
}

区别

• 使用第一种方法创建的话,你可以在run方法中,可以用this直接调用线程的方法,比如获取线程的id-->this.getId()

• 而使用第二方法创建线程,在run中,this对象压根就没有getId()这个方法,这个时候你只能用Thread.cuurentThread()这个静态方法获取该线程.

• 在这里一般推荐使用第二种方法创建,因为这样比较符合面对象的思路,Thread就只负责线程的启动,停止,中断等操作,而Runnable就只负责线程要运行某一个具体任务.

不管使用那种方式创建线程,都可以调用Thread.cuurentThread()获取当前的线程
还有,Thread其实也是Runnable的一个子类
除了上面两种创建方法,其中还有另外一种方法创建线程,那就是实现ThreadFactory接口,这种比较适合批量生成某一种规格的线程

让线程"睡"一会

调用线程的Thread.sleep()方法会让线程睡眠一段时间,这个时候线程会挂起,然后将CPU的时间片转移给其他线程,让其他线程获得执行的机会.

Thread.sleep()接收一个毫秒值做完参数,并抛出一个InterruptedException异常.

停止线程

不管是使用哪一种方法创建线程,run方法的任务执行完了,线程就自动停止.
如果想在中途就停止线程,有下面几种方式

• 调用线程的interrupt()方法,这时线程的中断位会被标识,并抛出InterruptedException,例如:

public class StopThread1 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("begin main");
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

                for (int i = 0; i < 10; i ++){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        break;
                    }
                }
            }
        });
        thread.start();
        System.out.println("main sleep 500ms");
        Thread.sleep(500);
        thread.interrupt();
        System.out.println("end main");
    }
}

在调用thread.interrupt();这个语句时,会对该线程的中断状态标识为true,然后在抛出InterruptedException异常时,会清空该中断位.
修改程序,在抛出InterruptedException中添加System.out.println("InterruptedException:" + Thread.currentThread().isInterrupted());,然后再thread.interrupt();后面添加System.out.println("thread.isInterrupted:" + thread.isInterrupted());.然后运行程序.

这时候运行结果有可能打印出thread.isInterrupted:true;InterruptedException:false或者打印出thread.isInterrupted:false;InterruptedException:false,运行多次结果都有可能不一致,这个是因为主线程和子线程都通知在执行,还没有来的及执行主线程的打印语句,子线程异常中的打印语句就已经执行了.

• 可以在线程中加一个boolean成员变量,提供setter方法,然后在run方法中判断该变量是否为true,若为true则停止线程,否则继续

public class StopThread2 {
    public static class StopRunnable implements Runnable{
        private boolean isStop = false;

        public void setStop(){
            this.isStop = true;
        }
        @Override
        public void run() {
            int count = 0;
            while (!isStop){
                try {
                    Thread.sleep(100);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count++);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("begin main");
        StopRunnable stop = new StopRunnable();
        Thread thread = new Thread(stop);
        thread.start();
        Thread.sleep(200);
        stop.setStop();
        System.out.println("end main");
    }
}

线程的属性

• id: 通过Thread.getId()可以获取线程的id,线程的id是一个自增长的long, 不能修改

• name: 通过Thread.getName(), 用一个字符串来标识线程的名字,可以通过Thread.setName()或部分构造器修改线程的名字

• priority: 线程的优先级,线程创建默认优先级为5, 最小为优先级为1, 最大为10.优先级大的线程有机会先执行.但具体那个线程先执行还是要看CPU的心情了.

• state: 线程的状态, 线程的状态有以下几种

  • Thread.State.NEW: _新建状态_:这个是线程已经被创建但还没有调用'start()'方法时的状态

  • Thread.State.RUNNABLE: 运行状态 当前线程已经在JVM中执行

  • Thread.State.BLOCKED: 阻塞状态 表示当前线程在等待进入一个同步块或同步方法,也可以等到一个同步快被提交. 常见的有IO阻塞等.

  • Thread.State.WAITING: 等待状态 但线程调用Object.wait(),Thread.join(),LockSupport.park()就会进入等待状态.当前线程在等待其他线程执行某一个特定操作.比如:当前线程执行Object.wait(),那么就需要其他线程执行Object.notify()或Object.notifyAll(),如果线程执行了Thread.join(),则需要等到指定的线程执行结束.

  • Thread.State.TIMED_WAITING: 有时间的等待 线程在等待某一个等待的时间.比如,线程执行了Thread.sleep,Object.wait(long),Thread.join(long)等

  • Thread.State.TERMINATED: 终结 线程已经执行完毕.

• daemon: 这个用来标识线程为守护线程或非守护线程的,默认创建的线程都是非守护线程.应用程序所有的非守护线程执行完毕之后,则程序就停止运行.比如主线程都是非守护线程,所以主线程会等到主线程的所有语句执行完成,程序才会停止运行.JVM的资源回收则是一个守护线程.

public class TestDaemonThread {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start main");
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i ++){
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        thread.start();
        System.out.println("end main");
    }
}

该例子中,程序必须等到主线程和子线程同时执行完成才会停止,因为默认创建的线程都是非守护线程,如果在thread.start();前加入thread.setDaemon(true);, 那么程序不会等子线程执行完才结束程序的.

Thread.join()

等到某线程执行完毕才开始执行,如果调用Thread.join(long)则表示等到某线程执行完毕或指定的超时时间结束后才开始执行

public class ThreadJoinTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0;i < 10; i ++){
                try {
                    Thread.sleep(10);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "thread1");
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            try {
                thread1.join();
                for (int i = 0;i < 10; i ++){
                    Thread.sleep(10);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();

    }
}

上面的例子,thread2线程会等thread1执行完之后才开始执行

Thread.yield

这个方法标识当前线程会按时线程调度者让其他线程先执行.但CPU是否让其他线程优先执行,还是要看CPU的心情了.

线程的异常

如果线程发现一些运行时异常而没有在run方法俘获,会怎么办?

程序会打印出一推错误堆栈,如果我们先把线程的错误按照某种可读的方式打印到问题,但又不想在每个run方法中增加try{...}catch(Exception e){...}怎么办?

我们查看Thread类的源码发现,在Thread中有一个内部接口UncaughtExceptionHandler,这个正是我们所需要的.实现这个接口,并调用Thread.setUncaughtExceptionHandler,那么但线程出现时,则会回调uncaughtException方法

public class ThreadExceptionTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("begin main");
        Thread thread = new Thread(() -> {
            int i = 1 / 0;
        },"myThread");
        thread.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println(String.format("%s发生异常%s", t.getName(), e.getMessage()));
            }
        });
        thread.start();
        System.out.println("end main");
    }
}

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