3、具體內(nèi)容

???????? 從多線程開始，Java正式進(jìn)入到應(yīng)用部分，而對于多線程的開發(fā)，從Java EE上表現(xiàn)的并不是特別多，但是在Android開發(fā)之中使用較多，并且需要提醒的是，筆試或面試的過程之中，多線程所問到的問題是最多的。

3.1、多線程的基本概念

???????? 如果要想解釋多線程，那么首先應(yīng)該從單進(jìn)程開始講起，最早的DOS系統(tǒng)有一個最大的特征：一旦電腦出現(xiàn)了病毒，電腦會立刻死機(jī)，因為傳統(tǒng)DOS系統(tǒng)屬于單進(jìn)程的處理方式，即：在同一個時間段上只能有一個程序執(zhí)行。后來到了windows時代，電腦即使（非致命）存在了病毒，那么也可以正常使用，只是慢一些而已，因為windows屬于多進(jìn)程的處理操作，但是這個 時候的資源依然只有一塊，所以在同一個時間段上會有多個程序共同執(zhí)行，而在一個時間點上只能有一個程序在執(zhí)行，多線程是在一個進(jìn)程基礎(chǔ)之上的進(jìn)一步劃分， 因為進(jìn)程的啟動所消耗的時間是非常長的，所以在進(jìn)程之上的進(jìn)一步的劃分就變得非常重要，而且性能也會有所提高。

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???????? 所有的線程一定要依附于進(jìn)程才能夠存在，那么進(jìn)程一旦消失了，線程也一定會消失，但是反過來不一定。而Java是為數(shù)不多的支持多線程的開發(fā)語言之一。

3.2、多線程的實現(xiàn)（重點）

???????? 在Java之中，如果要想實現(xiàn)多線程的程序，那么就必須依靠一個線程的主體類（就好比主類的概念一樣，表示的是一個線程的主類），但是這個線程的主體類在定義的時候也需要有一些特殊的要求，這個類可以繼承Thread類或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口來完成定義。

3.2.1 、繼承Thread類實現(xiàn)多線程

???????? java.lang.Thread是一個負(fù)責(zé)線程操作的類，任何的類只需要繼承了Thread類就可以成為一個線程的主類，但是既然是主類必須有它的使用方法，而線程啟動的主方法是需要覆寫Thread類中的run()方法才可以。

范例：定義一個線程的主體類

class MyThread extends Thread { // 線程的主體類 ??? private String title; ??? public MyThread(String title) { ??????? this.title = title; ??? } ??? @Override ??? public void run() { // 線程的主方法 ??????? for (int x = 0; x < 50; x++) { ??????????? System.out.println(this.title + "運行，x = " + x); ??????? } ??? } }

???????? 現(xiàn)在按照道理來講，已經(jīng)出現(xiàn)了線程類，并且里面也存在了相應(yīng)的操作方法，那么就應(yīng)該產(chǎn)生對象并調(diào)用里面的方法，自然下面編寫出了下的程序。

public class TestDemo { ??? public static void main(String[] args) throws Exception { ??????? MyThread mt1 = new MyThread("線程A") ; ??????? MyThread mt2 = new MyThread("線程B") ; ??????? MyThread mt3 = new MyThread("線程C") ; ??????? mt1.run() ; ??????? mt2.run() ; ??????? mt3.run() ; ??? } }

???????? 但是以上的操作實話而言并沒有真正的啟動多線程，因為多個線程彼此之間的執(zhí)行一定是交替的方式運行，而此時是順序執(zhí)行，即：每一個對象的代碼執(zhí)行完之后才向下繼續(xù)執(zhí)行。如果要想在程序之中真正的啟動多線程，必須依靠Thread類的一個方法：public void start()，表示真正啟動多線程，調(diào)用此方法后會間接調(diào)用run()方法。

public class TestDemo { ??? public static void main(String[] args) throws Exception { ??????? MyThread mt1 = new MyThread("線程A") ; ??????? MyThread mt2 = new MyThread("線程B") ; ??????? MyThread mt3 = new MyThread("線程C") ; ??????? mt1.start() ; ??????? mt2.start() ; ??????? mt3.start() ; ??? } }

???????? 此時可以發(fā)現(xiàn)，多個線程之間彼此交替執(zhí)行，但是每次的執(zhí)行結(jié)果肯定是不一樣的。通過以上的代碼就可以得出結(jié)論：要想啟動線程必須依靠Thread類的start()方法執(zhí)行，線程啟動之后會默認(rèn)調(diào)用了run()方法。

疑問？為什么線程啟動的時候必須調(diào)用start()而不是直接調(diào)用run()？

???????? 發(fā)現(xiàn)調(diào)用了start()之后，實際上它執(zhí)行的還是覆寫后的run()方法，那為什么不直接調(diào)用run()方法呢？那么為了解釋此問題，下面打開Thread類的源代碼，觀察一下start()方法的定義。

??? public synchronized void start() { ??????? if (threadStatus != 0) ??????????? throw new IllegalThreadStateException(); ??????? group.add(this); ??????? boolean started = false; ??????? try { ??????????? start0(); ??????????? started = true; ??????? } finally { ??????????? try { ??????????????? if (!started) { ??????????????????? group.threadStartFailed(this); ??????????????? } ??????????? } catch (Throwable ignore) { ??????????? } ??????? } ??? } ??? private native void start0();

???????? 打開此方法的實現(xiàn)代碼首先可以發(fā)現(xiàn)方法會拋出一個“IllegalThreadStateException”異常。按照之前所學(xué)習(xí)的方式來講，如果一個方法之中使用了throw拋出一個異常對象，那么這個異常應(yīng)該使用try…catch捕獲，或者是方法的聲明上使用throws拋出，但是這塊都沒有，因為這個異常類是屬于運行時異常（RuntimeException）的子類。

java.lang.Object ???????? |- java.lang.Throwable ?????????????????? |- java.lang.Exception ??????????????????????????? |- java.lang.RuntimeException ???????????????????????????????????? |- java.lang.IllegalArgumentException ?????????????????????????????????????????????? |- java.lang.IllegalThreadStateException

???????? 當(dāng)一個線程對象被重復(fù)啟動之后會拋出此異常，即：一個線程對象只能啟動唯一的一次。在start()方法之中有一個最為關(guān)鍵的部分就是start0()方法，而且這個方法上使用了一個native關(guān)鍵字的定義。

???????? native關(guān)鍵字指的是Java本地接口調(diào)用（Java Native Interface），即：是使用Java調(diào)用本機(jī)操作系統(tǒng)的函數(shù)功能完成一些特殊的操作，而這樣的代碼開發(fā)在Java之中幾乎很少出現(xiàn)，因為Java的最大特點是可移植性，如果一個程序只能在固定的操作系統(tǒng)上使用，那么可移植性就將徹底的喪失，所以，此操作一般只作為興趣使用。

???????? 多線程的實現(xiàn)一定需要操作系統(tǒng)的支持，那么以上的start0()方法實際上就和抽象方法很類似沒有方法體，而這個方法體交給JVM去實現(xiàn)，即：在windows下的JVM可能使用A方法實現(xiàn)了start0()，而在linux下的JVM可能使用了B方法實現(xiàn)了start0()，但是在調(diào)用的時候并不會去關(guān)心具體是何方式實現(xiàn)了start0()方法，只會關(guān)心最終的操作結(jié)果，交給JVM去匹配了不同的操作系統(tǒng)。

???????? 所以在多線程操作之中，使用start()方法啟動多線程的操作是需要進(jìn)行操作系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用的。

3.2.2 、實現(xiàn)Runnable接口實現(xiàn)多線程

???????? 使用Thread類的確是可以方便的進(jìn)行多線程的實現(xiàn)，但是這種方式最大的缺點就是單繼承的問題，為此，在java之中也可以利用Runnable接口來實現(xiàn)多線程，而這個接口的定義如下：

public interface Runnable { ??? public void run(); }

分享：如何區(qū)分新老接口？

???????? 在JDK之中，由于其發(fā)展的時間較長，那么會出現(xiàn)一些新的接口和老的接口，這兩者有一個最大的明顯特征：所有最早提供的接口方法里面都不加上public，所有的新接口里面都有public。

范例：通過Runnable接口實現(xiàn)多線程

class MyThread implements Runnable { // 線程的主體類 ??? private String title; ??? public MyThread(String title) { ??????? this.title = title; ??? } ??? @Override ??? public void run() { // 線程的主方法 ??????? for (int x = 0; x < 50; x++) { ??????????? System.out.println(this.title + "運行，x = " + x); ??????? } ??? } }

???????? 這個時候和之前的繼承Thread類區(qū)別不大，但是唯一的好處就是避免了單繼承局限，不過現(xiàn)在問題也就來了。剛剛解釋過，如果要想啟動多線程依靠Thread類的start()方法完成，之前繼承Thread類的時候可以將此方法直接繼承過來使用，但現(xiàn)在實現(xiàn)的是Runable接口，沒有這個方法可以繼承了，為了解決這個問題，還是需要依靠Thread類完成，在Thread類中定義了一個構(gòu)造方法：public Thread(Runnable target)，接收Runnable接口對象。

范例：利用Thread類啟動多線程

public class TestDemo { ??? public static void main(String[] args) throws Exception { ??????? MyThread mt1 = new MyThread("線程A"); ??????? MyThread mt2 = new MyThread("線程B"); ??????? MyThread mt3 = new MyThread("線程C"); ??????? new Thread(mt1).start(); ??????? new Thread(mt2).start(); ??????? new Thread(mt3).start(); ??? } }

???????? 這個時候就實現(xiàn)了多線程的啟動，而且沒有了單繼承局限。

3.2.3 、Thread類和Runnable接口實現(xiàn)多線程的區(qū)別（面試題）

???????? 現(xiàn)在Thread類和Runnable接口都可以做為同一功能的方式來實現(xiàn)多線程，那么這兩者如果從Java的實際開發(fā)而言，肯定使用Runnable接口，因為可以有效的避免單繼承的局限，那么除了這些之外，這兩種方式是否還有其他聯(lián)系呢？

???????? 為了解釋這兩種方式的聯(lián)系，下面可以打開Thread類的定義：

public class Thread extends Object implements Runnable

???????? 發(fā)現(xiàn)Thread類也是Runnable接口的子類，而如果真的是這樣，那么之前程序的結(jié)構(gòu)就變?yōu)榱艘韵滦问健?/p>

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???????? 這個時候所表現(xiàn)出來的代碼模式非常類似于代理設(shè)計模式，但是它并不是嚴(yán)格意義上代理設(shè)計模式，因為從嚴(yán)格來講代理設(shè)計模式之中，代理主題所能夠使用的方法依然是接口中定義的run()方法，而此處代理主題調(diào)用的是start()方法，所以只能夠說形式上類似于代理設(shè)計模式，但本質(zhì)上還是有差別的。

???????? 但是除了以上的聯(lián)系之外，對于Runnable和Thread類還有一個不太好區(qū)分的區(qū)別：使用Runnable接口可以更加方便的表示出數(shù)據(jù)共享的概念。

范例：通過繼承Thread類實現(xiàn)賣票程序

package cn.mldn.demo; class MyThread extends Thread { // 線程的主體類 ??? private int ticket = 5; // 一共5張票 ??? @Override ??? public void run() { // 線程的主方法 ??????? for (int x = 0; x < 50; x++) { ??????????? if (this.ticket > 0) { ??????????????? System.out.println("賣票，ticket = " + this.ticket --); ??????????? } ??????? } ??? } } public class TestDemo { ??? public static void main(String[] args) throws Exception { ??????? MyThread mt1 = new MyThread(); ??????? MyThread mt2 = new MyThread(); ??????? MyThread mt3 = new MyThread(); ??????? mt1.start() ; ??????? mt2.start() ; ??????? mt3.start() ; ??? } }

???????? 現(xiàn)在的結(jié)果是一共買出了15張票，等于是每一個線程對象各自賣各自的5張票，這個時候的內(nèi)存關(guān)系圖如下：

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范例：利用Runnable來實現(xiàn)多線程

package cn.mldn.demo; class MyThread implements Runnable { // 線程的主體類 ??? private int ticket = 5; // 一共5張票 ??? @Override ??? public void run() { // 線程的主方法 ??????? for (int x = 0; x < 50; x++) { ??????????? if (this.ticket > 0) { ??????????????? System.out.println("賣票，ticket = " + this.ticket--); ??????????? } ??????? } ??? } } public class TestDemo { ??? public static void main(String[] args) throws Exception { ??????? MyThread mt = new MyThread(); ??????? new Thread(mt).start(); ??????? new Thread(mt).start(); ??????? new Thread(mt).start(); ??? } }

??? 現(xiàn)在使用繼承Thread類也可以實現(xiàn)同樣的功能。

package cn.mldn.demo; class MyThread extends Thread { // 線程的主體類 ??? private int ticket = 5; // 一共5張票 ??? @Override ??? public void run() { // 線程的主方法 ??????? for (int x = 0; x < 50; x++) { ??????????? if (this.ticket > 0) { ??????????????? System.out.println("賣票，ticket = " + this.ticket--); ??????????? } ??????? } ??? } } public class TestDemo { ??? public static void main(String[] args) throws Exception { ??????? MyThread mt = new MyThread(); ??????? new Thread(mt).start(); ??????? new Thread(mt).start(); ??????? new Thread(mt).start(); ??? } }

面試題：請解釋多線程的兩種實現(xiàn)方式及區(qū)別？分別編寫程序以驗證兩種實現(xiàn)方式。

???????? · 多線程的兩種實現(xiàn)方式都需要一個線程的主類，而這個類可以實現(xiàn)Runnable接口或繼承Thread類，不管使用何種方式都必須在子類之中覆寫run()方法，此方法為線程的主方法；

???????? · Thread類是Runnable接口的子類，而且使用Runnable接口可以避免單繼承局限，以及更加方便的實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的概念。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/guwenren/archive/2013/04/10/3013203.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java多线程(1)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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