JAVA多线程详解（超详细）

目录

• 一、线程简介
• • 1、进程、线程
  • 2、并发、并行、串行
  • 3、进程的三态
• 二、线程实现
• • 1、继承Thread类
  • 2、实现Runnable接口
  • 3、实现Callable接口（不常用）
• 三、线程常用方法
• • 1、线程的状态
  • 2、线程常用方法
• 四、多线程
• • 1、守护（Deamon）线程
  • 2、多线程并发与同步
  • 3、死锁
  • 4、Lock(锁)
  • 5、线程协作
  • 6、线程池

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一、线程简介

1、进程、线程

• 程序：开发写的代码称之为程序。程序就是一堆代码，一组数据和指令集，是一个静态的概念。
• 进程(Process)：将程序运行起来，我们称之为进程。进程是执行程序的一次执行过程，它是动态的概念。进程存在生命周期，也就是说程序随着程序的终止而销毁。进程之间是通过TCP/IP端口实现交互的。
• 线程(Thread)：线程是进程中的实际运作的单位，是进程的一条流水线，是程序的实际执行者，是最小的执行单位。通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程。线程是CPU调度和执行的最小单位。
  注意：很多多线程都是模拟出来的，真正的多线程是指有多个CPU，即多核，如服务器，如果是模拟出来的多线程，即一个CPU的情况下，在同一个时间点，CPU只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错觉。

2、并发、并行、串行

• 并发：同一个对象被多个线程同时操作。（这是一种假并行。即一个CPU的情况下，在同一个时间点，CPU只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错觉）。
• 并行：多个任务同时进行。并行必须有多核才能实现，否则只能是并发。
• 串行：一个程序处理完当前进程，按照顺序接着处理下一个进程，一个接着一个进行。

3、进程的三态

进程在运行的过程中不断的改变其运行状态。通常一个运行的进程必须有三个状态，就绪态、运行态、阻塞态。

• 就绪态：当进程获取出CPU外所有的资源后，只要再获得CPU就能执行程序，这时的状态叫做就绪态。在一个系统中处于就绪态的进程会有多个，通常把这些排成一个队列，这个就叫就绪队列。
• 运行态：当进程已获得CPU操作权限，正在运行，这个时间就是运行态。在单核系统中，同一个时间只能有一个运行态，多核系统中，会有多个运行态。
• 阻塞态：正在执行的进程，等待某个事件而无法继续运行时，便被系统剥夺了CPU的操作权限，这时就是阻塞态。引起阻塞的原因有很多，比如：等待I/O操作、被更高的优先级的进程剥夺了CPU权限等。

二、线程实现

1、继承Thread类

 步骤：
 - 自定义线程类继承Thread类
 - 重写run()方法，编写线程执行体
 - 创建线程对象，调用start()方法启动线程（启动后不一定立即执行，抢到CPU资源才能执行）

代码如下（示例）：

// 自定义线程对象，继承Thread，重写run()方法
public class MyThread extends Thread {

    public MyThread(String name){
        super(name);
    }

    @Override
    public void run() {
        // 线程执行体
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是自定义" + Thread.currentThread().getName() + "--" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // main线程，主线程

        // 创建线程实现类对象
        MyThread thread = new MyThread("线程1");
        MyThread thread2 = new MyThread("线程2");
        // 调用start()方法启动线程
        thread.start();
        thread2.start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是主线程--" + i);
        }
    }
}


执行结果：


我是自定义线程2--0
我是自定义线程2--1
我是主线程--0
我是自定义线程1--0
我是主线程--1
我是主线程--2
我是自定义线程2--2
我是主线程--3
我是自定义线程1--1
我是主线程--4
我是主线程--5
我是主线程--6
我是主线程--7
我是主线程--8
我是主线程--9
我是自定义线程2--3
我是自定义线程1--2
我是自定义线程2--4
我是自定义线程1--3
我是自定义线程1--4
我是自定义线程1--5
我是自定义线程1--6
我是自定义线程1--7
我是自定义线程1--8
我是自定义线程1--9
我是自定义线程2--5
我是自定义线程2--6
我是自定义线程2--7
我是自定义线程2--8
我是自定义线程2--9

2、实现Runnable接口

 步骤：
 - 自定义线程类实现Runnable接口
 - 实现run()方法，编写线程体
 - 创建线程对象，调用start()方法启动线程（启动后不一定立即执行，抢到CPU资源才能执行）

代码如下（示例）：

// 自定义线程对象，实现Runnable接口，重写run()方法
public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行体
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是自定义" + Thread.currentThread().getName() + "--" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // main线程，主线程

        // 创建实现类对象
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        // 创建代理类对象
        Thread thread = new Thread(myRunnable,"线程1");
        Thread thread2 = new Thread(myRunnable,"线程2");
        // 调用start()方法启动线程
        thread.start();
        thread2.start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是主线程--" + i);
        }
    }
}

执行结果：

我是主线程--0
我是自定义线程1--0
我是自定义线程2--0
我是自定义线程1--1
我是主线程--1
我是自定义线程1--2
我是自定义线程2--1
我是自定义线程1--3
我是主线程--2
我是主线程--3
我是自定义线程1--4
我是自定义线程2--2
我是自定义线程2--3
我是自定义线程2--4
我是自定义线程1--5
我是自定义线程1--6
我是主线程--4
我是自定义线程1--7
我是自定义线程1--8
我是自定义线程1--9
我是自定义线程2--5
我是自定义线程2--6
我是自定义线程2--7
我是自定义线程2--8
我是主线程--5
我是自定义线程2--9
我是主线程--6
我是主线程--7
我是主线程--8
我是主线程--9

3、实现Callable接口（不常用）

 步骤：
 - 实现Callable接口，先要返回值类型
 - 重写call()方法，需要抛出异常
 - 创建目标对象
 - 创建执行服务：ExecutorService ser = Executor.newFixedThreadPool(1);
 - 提交执行：Future res = ser.submit(t1);
 - 获取结果：boolean r1 = res.get();
 - 关闭服务：ser.shutdownNow();

代码如下（示例）：

import java.util.concurrent.*;

// 自定义线程对象，实现Callable接口，重写call()方法
public class MyThread implements Callable {

    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        // 线程执行体
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是自定义" + Thread.currentThread().getName() + "--" + i);
        }

        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException,
        InterruptedException {
        // main线程，主线程

        // 创建线程实现类对象
        MyThread thread = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();

        // 创建执行服务，参数是线程池线程数量
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(2);
        // 提交执行
        Future res = ser.submit(thread);
        Future res2 = ser.submit(thread2);
        // 获取结果
        boolean r1 = res.get();
        boolean r2 = res2.get();
        // 关闭服务
        ser.shutdownNow();
    }
}


执行结果：


我是自定义pool-1-thread-1--0
我是自定义pool-1-thread-2--0
我是自定义pool-1-thread-1--1
我是自定义pool-1-thread-1--2
我是自定义pool-1-thread-1--3
我是自定义pool-1-thread-1--4
我是自定义pool-1-thread-1--5
我是自定义pool-1-thread-2--1
我是自定义pool-1-thread-1--6
我是自定义pool-1-thread-2--2
我是自定义pool-1-thread-2--3
我是自定义pool-1-thread-2--4
我是自定义pool-1-thread-2--5
我是自定义pool-1-thread-2--6
我是自定义pool-1-thread-2--7
我是自定义pool-1-thread-2--8
我是自定义pool-1-thread-2--9
我是自定义pool-1-thread-1--7
我是自定义pool-1-thread-1--8
我是自定义pool-1-thread-1--9

三、线程常用方法

1、线程的状态

• 新建状态（NEW）：线程已创建，尚未调用start()方法启动之前。
• 运行状态（RUNNABLE）：线程对象被创建后，调用该对象的start()方法，并获取CPU权限进行执行。
• 阻塞状态（BLOCKED）：线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
• 等待状态（WAITING ）：等待状态。正在等待另一个线程执行特定动作来唤醒该线程的状态。
• 超时等待状态（TIME_WAITING）：有明确结束时间的等待状