JavaEE-多线程初阶(2)

1.创建线程的五种写法

1.1 继承Thread类

1.2 实现Runnable接口

1.3 使用匿名内部类

1.创建线程的五种写法

1.1 继承Thread类

详细见上篇文章

1.2 实现Runnable接口

详细见上篇文章

1.3 使用匿名内部类

创建Thread内部类，并在Thread内部类里面重写run方法：

    public static void main(String[] args) {
        Thread t=new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Hello Thread");
            }
        };
        t.start();
    }

【注意】

使用匿名内部类可以少定义一些类（比如上面代码就省去了MyThread类）。

一般如果某个代码是“一次性的”，就可以使用匿名内部类。

1.4 使用Runnable，匿名内部类

创建Runnable内部类，并在其内部重写run方法，最后作为构造方法的参数传入Thread类：

    public static void main(String[] args) {
        Thread t=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Hello Thread");
            }
        });
        t.start();
    }

1.5 引入lambda表达式

针对写法三和写法四进一步改进，引入lambda表达式。

进入Thread类的定义文件可以发现Thread类是实现了Runnable接口的：

再接着进入Runnable接口，会发现Runnable其实是一个函数式接口：

对于函数式接口，可以使用lambda表达式来重写run方法：

    public static void main(String[] args) {
        Thread t=new Thread(()->System.out.println("Hello Thread"));
        t.start();
    }

一般推荐使用lambda表达式的写法。

2.Thread类及常见方法

2.1 认识Thread

Thread 类是 JVM ⽤来管理线程的⼀个类，换句话说，每个线程都有⼀个唯⼀的 Thread 对象与之关联。

⽤我们上⾯的例⼦来看，每个执⾏流，也需要有⼀个对象来描述，⽽ Thread 类的对象就是⽤来描述⼀个线程执⾏流的，JVM 会将这些 Thread 对象组织起来，⽤于线程调度，线程管理。

2.2 Thread的常见构造方法

对上述五个构造方法的解释：

1.创建线程对象

2.使用Runnable对象创建线程对象

3.创建线程对象，并命名

4.使用Runnbale对象创建线程对象，并命名

5.线程可以用来分组管理，分好的组即为线程组

对三个线程分别命名为t1，t2，t3：

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1=new Thread(()->{
            while (true){
                System.out.println("Hello Thread");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        },"t1");
        Thread t2=new Thread(()->{
            while (true){
                System.out.println("Hello Thread");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        },"t2");
        Thread t3=new Thread(()->{
            while (true){
                System.out.println("Hello Thread");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        },"t3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

运行代码，并在jconsole中观察线程，会发现t1，t2，t3线程，这三个线程就是上面代码创建出来并重命名的线程：

2.3 Thread的几个常见属性

属性	获取方法
ID	getId()
名称	getName()
状态	getState()
优先级	getPriority()
是否为后台线程	isDaemon()
是否存活	isAlive()
是否被中断	isInterrupted()

• ID 是线程的唯⼀标识，不同线程不会重复

• 名称是各种调试⼯具⽤到的

• 状态表示线程当前所处的⼀个情况，后面我们会进⼀步说明

• 优先级高的线程理论上来说更容易被调度到

• 关于后台线程，需要记住⼀点：JVM会在⼀个进程的所有非后台线程结束后，才会结束运⾏。

• 是否存活，即简单的理解，为 run ⽅法是否运⾏结束了

• 线程的中断问题，下⾯我们进⼀步说明

关于后台线程

现有两个线程，将t2线程设置为后台线程（也叫守护线程），t1线程运行五秒，t2线程死循环，当t1线程结束时，不论t2（后台线程）有没有结束，整个进程都会结束：

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1=new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println("Hello t1");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("t1线程结束...");
        },"t1");
        Thread t2=new Thread(()->{
            while (true){
                System.out.println("Hello t2");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        },"t2");
        t2.setDaemon(true);
        t1.start();
        t2.start();
    }

像t1这种能影响到进程继续存在的线程就被成为前台线程。

一般自己创建的线程（包括main主线程）默认都是前台线程，可以通过setDaemon方法来修改。

使用jconsole观察线程，会发现除了我们自己创建的线程以外，JVM还自带了很多线程：

这些线程都是后台线程，当进程结束了，这些线程也就随之结束了。

JVM提供的这些线程都是属于有特殊功能的线程，会跟随整个进程持续执行的。

比如：垃圾回收线程

关于是否存活isAlive()

JAVA代码中创建的Thread对象，和系统中的线程是一一对应的关系

但是，Thread对象的生命周期和系统中线程的生命周期是不同的。

（可能存在，Thread对象还存活，但是系统中的线程已经销毁的情况）案例如下：

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1=new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                try {
                    System.out.println("Hello Thread");
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        });
        t1.start();
        while(true){
            System.out.println(t1.isAlive());
            Thread.sleep(1000);
        }
    }

线程组ThreadGroup

Thread(ThreadGroup group, String name)

线程组（不做详细介绍）

就是把多个线程放在一个组里

统一针对这个线程组里的所有线程进行一些属性设置

（比如：统一设置成后台线程）

2.4 启动一个线程 -start()

Java标准库/JVM提供的方法

本质上是调用操作系统的API

每个Thread对象，都是只能start一次的

每次想创建一个新的线程，都得创建一个新的Thread对象（不能重复利用）

如果一个对象多次创建线程（start）：

结果是报错：

Java中期望，Thread对象和操作系统中的线程是一一对应的

2.5 中断一个线程

中断一个线程，其实就是终止一个线程（该线程以后不会再恢复了）

在操作系统中，“中断”一次还有别的含义，不要混淆

使用自定义变量

先看一个案例：

在类里面定义一个成员变量isInterrupted，在main方法里通过改变isInterrupted的值来控制t1线程的终止：

public class Demo3 {
    public static boolean isInterrupted=false;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1=new Thread(()->{
            while(!isInterrupted){
                System.out.println("Hello Thread");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("线程结束...");
        });
        t1.start();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Thread.sleep(1000);
        }
        isInterrupted=true;
    }
}

如果不用成员变量，而是把isInterrupted定义在main里面（作为局部变量），再执行代码就会报错：

首先解释一下这个变量该如何修改正确：

1.用final修饰isInterrupted变量：

2.变量isInterrupted实际上为final，意思就是：isInterrupted不能被修改：

变量捕获

会有这样的现象，是因为：lambda里面希望使用外面的变量，就会触发“变量捕获”。

对于“变量捕获”的解释：

1.产生变量捕获的原因

lambda是回调函数，他要在操作系统真正创建出线程之后才会被执行。

因此很有可能会发生：当这个线程刚创建好的时候，main线程就已经结束了，isInterrupted变量也已经被销毁了。

2.“变量捕获”

为了解决上述的问题，Java的做法是，把lambda外面的变量拷贝一份到lambda里面，如此一般外面的变量无论销毁与否，都不会影响到lambda里面的执行。这个过程就是“变量捕获”

3.为什么不能修改变量

拷贝，就是把一个变量的值拷贝给另一个变量，本质上这两个变量是没有关联的。

由于这两个变量没有关联，修改了lambda外面的变量并不会影响到lambda里面的变量。

因此Java大佬干脆压根就不让程序员修改这个变量。

这就是为什么被捕获的变量必须为final或者effectively final 。

而使用成员变量的isInterrupted可以被修改，是因为：

1.lambda本质上是函数式接口，相当于一个内部类。

2.isInterrupted变量是外部类的成员。

3.内部类本来就可以访问外部类的成员。

4.成员变量的生命周期是由GC（垃圾回收线程）来管理的。在lambda里不必担心该变量生命周期失效的问题，也就不需要发生“变量捕获”，也就不必限制final之类。

使用Thread自带的属性

Java的Thread对象中提供了现成的变量，直接进行判定，不需要再自己创建了。

但是由于lambda里的定义是在new Thread之前的，也就是在Thread t声明之前，因此不能直接使用t1：

此时就需要用到获得当前线程引用的方法：Thread.currentThread()

这个方法可以返回当前线程的引用（相当于this）：

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1=new Thread(()->{
            while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
                try {
                    System.out.println("Hello Thread");
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("线程结束...");
        });
        t1.start();
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("main线程尝试终止t1线程");
        t1.interrupt();
    }

执行结果：

执行后系统抛出异常，异常原因：sleep被中断。

解释：

当t1.interrupt()执行时，此时t1线程内大概率还在处于sleep(1000)的状态，interrupted()的执行强行唤醒了sleep，因此就会抛出异常，异常被try catch捕获，然后抛出一个RuntimeException。

将抛出的RuntimeException给改成break就不会抛出异常了，但是sleep被唤醒的异常依旧存在：

为什么要使用break？如果不加break（直接空着），这个线程就会继续死循环执行：

原因：

正常来说，调用Interrupt方法就会修改isInterrupted方法内部的标志位，设为true

由于上述代码中，是把sleep给强行唤醒了，这种提前唤醒的情况下，sleep就会在唤醒后，把isInterrupted的标志位设置回false

因此，while循环条件达成，会继续进行死循环执行

至于为什么要这样设计，个人认为是想让程序员拥有更多选择：

程序员可以自行决定，这个线程是要立即结束，要是等会再结束，还是不结束...

2.6 等待一个线程

方法：join()

作用：从此处开始阻塞等待，等到一个线程结束了再继续执行

案例：

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1=new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                System.out.println("Hello Thread");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("t1线程结束...");
        });
        t1.start();
        t1.join();
        System.out.println("main线程结束...");;
    }

执行结果：

但是这样设计，只要线程t1不结束，主线程的join就会一直等待下去，这样并不科学。

因此Java提供了带参数的方法，可以指定超时时间（最大等待时间）

当等待的时间超出了设置好的超时时间，不论t1线程是否结束，main线程都继续执行。

join方法还有带两个参数的版本：

一般不会用到纳秒这个参数：在计算机中，很难进行ns（纳秒）级别的精确时间的测量（误差比较大）。尤其是，线程本身的开销往往就会达到ms级别。

1s=1000ms

1ms=1000ns

1us=1000ns

2.7 获得当前线程的引用

方法：public static Thread currentThread();

作用：返回当前线程对象的引用（这个方法在哪个线程里就返回哪个线程的引用）

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1=new Thread(()->{
            System.out.println("t1:"+Thread.currentThread().getName());
        });
        t1.start();
        System.out.println("main:"+Thread.currentThread().getName());
    }

2.8 休眠当前线程：sleep

因为线程的调度是不可控的，所以，这个⽅法只能保证实际休眠时间是⼤于等于参数设置的休眠时间的。

语法：

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        Thread.sleep(1000*3);
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
    }

完

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