建立多執行緒的4種方式
1.執行緒是什麼?
執行緒被稱為輕量級程序,是程式執行的最小單位,它是指在程式執行過程中,能夠執行程式碼的一個執行單位。每個程式程式都至少有一個執行緒,也即是程式本身。
2.執行緒狀態
Java語言定義了5種執行緒狀態,在任意一個時間點,一個執行緒只能有且只有其中一個狀態。,這5種狀態如下:
(1)新建(New):建立後尚未啟動的執行緒處於這種狀態
(2)執行(Runable):Runable包括了作業系統執行緒狀態的Running和Ready,也就是處於此狀態的執行緒有可能正在執行,也有可能正在等待著CPU為它分配執行時間。
(3)等待(Wating):處於這種狀態的執行緒不會被分配CPU執行時間。等待狀態又分為無限期等待和有限期等待,處於無限期等待的執行緒需要被其他執行緒顯示地喚醒,沒有設定Timeout引數的Object.wait()、沒有設定Timeout引數的Thread.join()方法都會使執行緒進入無限期等待狀態;有限期等待狀態無須等待被其他執行緒顯示地喚醒,在一定時間之後它們會由系統自動喚醒,Thread.sleep()、設定了Timeout引數的Object.wait()、設定了Timeout引數的Thread.join()方法都會使執行緒進入有限期等待狀態。
(4)阻塞(Blocked):執行緒被阻塞了,“阻塞狀態”與”等待狀態“的區別是:”阻塞狀態“在等待著獲取到一個排他鎖,這個時間將在另外一個執行緒放棄這個鎖的時候發生;而”等待狀態“則是在等待一段時間或者喚醒動作的發生。在程式等待進入同步區域的時候,執行緒將進入這種狀態。
(5)結束(Terminated):已終止執行緒的執行緒狀態,執行緒已經結束執行。
下圖是5種狀態轉換圖:
3.執行緒同步方法
執行緒有4中同步方法,分別為wait()、sleep()、notify()和notifyAll()。
wait():使執行緒處於一種等待狀態,釋放所持有的物件鎖。
sleep():使一個正在執行的執行緒處於睡眠狀態,是一個靜態方法,呼叫它時要捕獲InterruptedException異常,不釋放物件鎖。
notify():喚醒一個正在等待狀態的執行緒。注意呼叫此方法時,並不能確切知道喚醒的是哪一個等待狀態的執行緒,是由JVM來決定喚醒哪個執行緒,不是由執行緒優先順序決定的。
notifyAll():喚醒所有等待狀態的執行緒,注意並不是給所有喚醒執行緒一個物件鎖,而是讓它們競爭。
4.建立執行緒的方式
在JDK1.5之前,建立執行緒就只有兩種方式,即繼承java.lang.Thread類和實現java.lang.Runnable介面;而在JDK1.5以後,增加了兩個建立執行緒的方式,即實現java.util.concurrent.Callable介面和執行緒池。下面是這4種方式建立執行緒的程式碼實現。
4.1繼承Thread類
//繼承Thread類來建立執行緒 public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { //設定執行緒名字 Thread.currentThread().setName("main thread"); MyThread myThread = new MyThread(); myThread.setName("子執行緒:"); //開啟執行緒 myThread.start(); for(int i = 0;i<5;i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i); } } } class MyThread extends Thread{ //重寫run()方法 public void run(){ for(int i = 0;i < 10; i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i); } } }
4.2實現Runnable介面
//實現Runnable介面 public class RunnableTest { public static void main(String[] args) { //設定執行緒名字 Thread.currentThread().setName("main thread:"); Thread thread = new Thread(new MyRunnable()); thread.setName("子執行緒:"); //開啟執行緒 thread.start(); for(int i = 0; i <5;i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i); } } } class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i); } } }
4.3實現Callable介面
import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.FutureTask; //實現Callable介面 public class CallableTest { public static void main(String[] args) { //執行Callable 方式,需要FutureTask 實現實現,用於接收運算結果 FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyCallable()); new Thread(futureTask).start(); //接收執行緒運算後的結果 try { Integer sum = futureTask.get(); System.out.println(sum); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } } class MyCallable implements Callable<Integer> { @Override public Integer call() throws Exception { int sum = 0; for (int i = 0; i < 100; i++) { sum += i; } return sum; } }
相較於實現Runnable 介面的實現,方法可以有返回值,並且丟擲異常。
4.4執行緒池
執行緒池提供了一個執行緒佇列,佇列中儲存著所有等待狀態的執行緒。避免了建立與銷燬額外開銷,提交了響應速度。
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; //執行緒池實現 public class ThreadPoolExecutorTest { public static void main(String[] args) { //建立執行緒池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); ThreadPool threadPool = new ThreadPool(); for(int i =0;i<5;i++){ //為執行緒池分配任務 executorService.submit(threadPool); } //關閉執行緒池 executorService.shutdown(); } } class ThreadPool implements Runnable { @Override public void run() { for(int i = 0 ;i<10;i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i); } } }