Java 线程的基本使用
2024-09-07 20:09:46
GitHub Page: http://blog.cloudli.top/posts/Java-线程的基本使用/
创建线程
创建线程的方式有两种：
- 继承
Thread类 - 实现
Runnable接口
Thread 类实现了 Runnable 接口。使用继承 Thread 类的方式创建线程时，最大的局限是不支持多继承。所以为了支持多继承，应该使用实现 Runnable 接口的方式。两种方式创建的线程在工作时是一样的，没有本质区别。
第一种方式，继承 Thread 类并重写 run() 方法：
public class Work extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Working...");
}
}
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Work work = new Work();
work.start();
System.out.println("End!");
}
}
运行结果可能 “End！”先输出。在使用多线程时，运行结果与调用顺序是无关的。
调用
run()方法只是普通的方法调用，不会启动线程。如果多次调用start()方法，会抛出IllegalThreadStateException异常。
第二种方式，实现 Runnable 接口：
public class Work implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("Working...");
}
}
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(new Work());
t.start();
System.out.println("End!");
}
}
这种方式与第一种在运行上没有什么区别。其优点在于突破了单继承的限制。
Thread 类的部分构造方法：
| 构造方法 | 说明 |
|---|---|
| Thread() | 创建一个新的线程 |
| Thread(String name) | 创建一个新的线程，并指定名称 |
| Thread(Runnable target) | 创建一个新的线程，将 target 作为运行对象 |
| Thread(Runnable target, String name) | 将 target 作为运行对象，并指定名称 |
| Thread(ThreadGroup group, Runnable target) | 将 target 作为运行对象，并作为线程组的一员 |
线程的方法
currentThread() 方法
currentThread() 方法返回正在被执行的线程的信息。
public class Run() {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
以上代码在控制台输出 “main“，说明该方法被名为 main 的线程调用。
import static java.lang.System.out;
public class Run {
static class Work extends Thread {
@Override
public void run() {
out.printf("%s 被调用\n", currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
Work t1 = new Work(),
t2 = new Work();
t1.start();
t2.start();
}
}
以上代码运行结果：
Thread-0 被调用
Thread-1 被调用
Process finished with exit code 0
在
run()方法中可以省略Thread直接调用currentThread()方法。
isAlive() 方法
该方法判断当前线程是否处于活动状态。
import static java.lang.System.out;
public class Run {
static class Work extends Thread {
@Override
public void run() {
out.printf("运行中 %s\n", isAlive());
}
}
public static void main(String[] args) throws Throwable {
Work t = new Work();
out.printf("运行前: %s\n", t.isAlive());
t.start();
// 等待线程运行完成
Thread.sleep(1000);
out.printf("运行结束: %s\n", t.isAlive());
}
}
以上代码运行结果：
运行前: false
运行中 true
运行结束: false
Process finished with exit code 0
sleep() 方法
sleep() 方法指定毫秒数让当前线程休眠（暂停运行），该操作不会释放锁。
停止线程
interrupt() 方法
interrupt() 方法并不能立刻停止线程，只是在在线程中打了一个停止的标记。
import static java.lang.System.out;
public class StopThread {
static class Work extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 50000; i++) {
out.printf("i = %d\n", i);
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Throwable {
Work work = new Work();
work.start();
Thread.sleep(200);
work.interrupt();
out.println("Call interrupt!");
}
}
以上代码运行结果：
...
i = 8190
i = 8191
i = 8192
Call interrupt!
i = 8193
i = 8194
i = 8195
...
interrupt() 方法调用后，线程仍在运行。
要使用 interrupt() 方法停止线程，需要在线程中判断中断状态，有两个方法：
interrupted()：测试当前线程是否是中断状态，执行后将状态清除，设置为false；isInterrupted()：作用同上，但是不清除状态。
import static java.lang.System.out;
public class StopThread {
static class Work extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 50000; i++) {
if (isInterrupted()) {
out.println("跳出循环!");
break;
}
out.printf("i = %d\n", i);
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Throwable {
Work work = new Work();
work.start();
Thread.sleep(200);
work.interrupt();
out.println("Call interrupt!");
}
}
以上代码执行结果：
...
i = 8301
i = 8302
i = 8303
i = 8304
i = 8305
i = 8306
i = 8307
Call interrupt!
跳出循环!
Process finished with exit code 0
在调用 interrupt() 方法后，循环已经退出。但是这种方式只是跳出了循环，假如 for 循环外还有代码，仍然会执行。
抛出异常停止线程
可以在判断线程状态为中断时，抛出一个异常，在 catch 或 finally 块中做中断后的处理：
import static java.lang.System.out;
public class StopThread {
static class Work extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 1; i <= 50000; i++) {
if (isInterrupted()) {
out.println("Interrupted！");
throw new InterruptedException("抛出异常！");
}
out.printf("i = %d\n", i);
}
out.println("for 循环结束!");
} catch (InterruptedException e) {
out.println(e.getMessage());
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Throwable {
Work work = new Work();
work.start();
Thread.sleep(200);
work.interrupt();
out.println("Call interrupt!");
}
}
以上代码将线程要执行的任务放入 try 块中，当判断为中断状态时，抛出 InterruptedException ，如果需要释放锁，可以在 finally 块中执行。
也可以配合 return 来停止线程：
if (isInterrupted()) {
return;
}
暂停线程
Java 提供了 suspend()resume()
suspend() 方法暂停线程时，不会释放锁。所以使用 suspend() 方法容易产生死锁。
如果需要暂停线程，可以加入一个标记，若标记指出线程需要暂停，使用 wait() 进入等待状态，如需要恢复，使用 notify() 唤醒。
import static java.lang.System.out;
public class StopThread {
static class Work extends Thread {
// 暂停标记
private boolean isSuspended = false;
void pause() {
isSuspended = true;
}
synchronized void wake() {
isSuspended = false;
// 唤醒
this.notify();
out.println("已唤醒!");
}
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
try {
for (int i = 1; i <= 5000; i++) {
if (isInterrupted()) {
return;
}
if (isSuspended) {
out.println("已暂停!");
// 等待
this.wait();
}
out.printf("%s i = %d\n", getName(), i);
}
out.printf("%s end!\n", getName());
} catch (InterruptedException e) {
out.println(e.getMessage());
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Throwable {
Work work = new Work();
work.start();
Thread.sleep(100);
// 暂停
work.pause();
Thread.sleep(100);
// 唤醒
work.wake();
}
}
以上代码使用 wait() 和 notify() 暂停与恢复线程。运行结果：
...
Thread-0 i = 202
Thread-0 i = 203
Thread-0 i = 204
已暂停!
已唤醒!
Thread-0 i = 205
Thread-0 i = 206
Thread-0 i = 207
...
Thread-0 i = 4998
Thread-0 i = 4999
Thread-0 i = 5000
Thread-0 end!
Process finished with exit code 0
yield 方法
yield() 方法的作用是放弃当前的 CPU 资源，让其他的任务去占用 CPU 执行时间。但放弃的时间不确定，有可能刚刚放弃，马上又获得时间片。
import static java.lang.System.currentTimeMillis;
import static java.lang.System.out;
public class Yield {
static class Work extends Thread {
@Override
public void run() {
long before = currentTimeMillis();
int sum = 0;
for (int i =1; i < 2000000; i++) {
// yield();
sum += (i + 1);
}
long after = currentTimeMillis();
out.printf("Cost: %dms\n", after - before);
}
}
public static void main(String[] args) {
new Work().start();
}
}
以上代码不使用 yield() 方法时大概 15ms 执行完，加上后大概有 500ms。
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