java多线程实例分析及详细讲解

1.java如何创建线程

在Java中创建线程有两种方法：使用Thread类和使用Runnable接口。在使用Runnable接口时需要建立一个Thread实例。因此，无论是通过Thread类还是Runnable接口建立线程，都必须建立Thread类或它的子类的实例。

(1)对于直接继承Thread的类来说，代码大致框架是：

class 类名 extends Thread{
方法1;
方法2；
…
public void run(){
// other code…
}
属性1；
属性2；
…
 
}

实例：继承Thread类覆盖run方法

public class ThreadDemo1 {
     public static void main(String[] args){
         Demo d = new Demo();
         d.start();
         for(int i=0;i<60;i++){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
         }

     }
 }
 class Demo extends Thread{
     public void run(){
         for(int i=0;i<60;i++){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
         }
     }
 }

(2)通过实现Runnable接口,大致框架是：

class 类名 implements Runnable{
方法1;
方法2；
…
public void run(){
// other code…
}
属性1；
属性2；
…
 
}

实例：

public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args){
        Demo2 d =new Demo2();
        Thread t = new Thread(d);
        t.start();
        for(int x=0;x<60;x++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
        }
    }
}
class Demo2 implements Runnable{
    public void run(){
        for(int x=0;x<60;x++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+x);
        }
    }
}

(3)关于选择继承Thread还是实现Runnable接口？

其实Thread也是实现Runnable接口的：

class Thread implements Runnable {
    //…
public void run() {
        if (target != null) {
             target.run();
        }
        }
}

其实Thread中的run方法调用的是Runnable接口的run方法。不知道大家发现没有，Thread和Runnable都实现了run方法，这种操作模式其实就是代理模式。

总结一下吧：

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：

1）适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源

2）可以避免java中的单继承的限制

3）增加程序的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立。

2.线程的生命周期

在Java中，线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。线程有5中不同状态，分别是：新建（New）、就绪（Runable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）和死亡（Dead）。它们之间的转换图如下：

1、新建（new Thread）

当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。

例如：Thread  t1=new Thread();

2、就绪（runnable）

线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();

3、运行（running）

线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

4、死亡（dead）

当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止：正常运行run()方法后终止

异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行

5、堵塞（blocked）

由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）

被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）

3.多线程安全问题

上面已经讲过使用Runnable接口的方式来创建线程，可以实现多个线程共享资源：

class Dog implements Runnable {
    // 定义线程共享数据
    private int t = 100;

    @Override
    public void run() {
        // TODO：死循环，暂不处理
        while (true) {
            if (t > 0) {

                System.out.println(\"当前线程：\" + Thread.currentThread().getName() + \"---\" + t--);
            }
        }
    }
}

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(\"当前线程：\" + Thread.currentThread().getName());
        Dog dog = new Dog();

        Thread thread = new Thread(dog);
        Thread thread2 = new Thread(dog);
        thread.start();
        thread2.start();

    }
}

开启两个线程，共享数据t=100，执行run方法中的代码：当t大于0时，打印t--。分析一下可能会存在的问题：

因为CPU时间片快速切换的不确定性，该问题不一定会发生，为了模拟一下该问题的发生，在打印语句执行前，让线程睡眠0.1秒：

@Override                                                                                              
public void run() {                                                                                    
    while (true) {                                                                                     
        if (t > 0) {                                                                                   
            try {                                                                                      
                Thread.sleep(100);                                                                     
                System.out.println(\"当前线程：\" + Thread.currentThread().getName() + \"---\" + t--);          
            } catch (InterruptedException e) {                                                         
                //TODO:暂不处理异常                                                                          
            }                                                                                          
        }                                                                                              
    }                                                                                                  
}

问题产生的原因

首先我们想到是因为两个线程共享了数据t。如果多个线程不涉及数据共享，各自执行自己的代码，就不会出现这个问题。在线程不安全的单例模式中，就涉及到这个问题。

1、多个线程共享了数据。

如果我们不判断t>0，直接打印t--，或者只判断t>0，不执行t--，只要循环不结束，程序不终止，从逻辑上来说，程序也没有问题

2、在线程任务中设计对共享数据的操作(这里的操作包括①判断t>0；②执行t--)，一个线程在操作共享数据的时候，其他的线程也操作了共享数据。

这时候就可能造成数据出错。

总结来说，多个线程在执行同一段代码的时候，每次的执行结果和单线程执行的结果都是一样的，不存在执行结果的二义性，就可以称作是线程安全的。线程安全问题多是由全局变量和静态变量引起的，当多个线程对共享数据只执行读操作，不执行写操作时，一般是线程安全的；当多个线程都执行写操作时，需要考虑线程同步来解决线程安全问题。