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java多线程的基础知识总结（附代码）

程序员文章站 2022-03-09 10:12:00
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本篇文章给大家带来的内容是关于java多线程的基础知识总结（附代码），有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对你有所帮助。

Java 主线程名

我们启动的一个程序可以理解为一个进程, 一个进程中包含一个主线程, 线程可以理解为一个子任务. Java 中可以通过下面代码来获取默认的主线程名.

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

运行结果为 main, 这是线程的名字并不是 main 方法, 通过此线程来执行 main 方法而已.

两种方式创建线程

1.继承 Thread 类

public class Thread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("qwe");
    }
}

2.实现 Runnable 接口

public class Thread2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("asd");
    }
}
Thread 实现 Runnable 接口. 并且多线程运行时, 代码的执行顺序与调用顺序是无关的. 另外如果多次调用 start方法则会抛出 java.lang.IllegalThreadStateException

currentThread 方法

返回当前代码正在被哪个线程调用.

public class Thread1 extends Thread {

    public Thread1() {
        System.out.println("构造方法的打印：" + Thread.currentThread().getName());
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("run 方法的打印：" + Thread.currentThread().getName());
    }
}
Thread1 thread1 = new Thread1();
thread1.start();

isAlive 方法

判断当前线程是否处于活动状态.

public class Thread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("run 方法的打印 Thread.currentThread().isAlive() == " + Thread.currentThread().isAlive());
        System.out.println("run 方法的打印 this.isAlive() == " + this.isAlive());
        System.out.println("run 方法的打印 Thread.currentThread().isAlive() == this.isAlive() == " + (Thread.currentThread() == this ? "true" : "false"));
    }
}
Thread1 thread1 = new Thread1();

System.out.println("begin == " + thread1.isAlive());
thread1.start();
Thread.sleep(1000);
System.out.println("end == " + thread1.isAlive());

执行结果如下

begin == false
run 方法的打印 Thread.currentThread().isAlive() == true
run 方法的打印 this.isAlive() == true
run 方法的打印 Thread.currentThread() == this == true
end == false

thread1 在 1秒之后执行完成. 所以输出结果为 false. 并且 Thread.currentThread() 和 this 是同一个对象, 可以理解成执行当前 run 方法的线程对象就是我们自己(this).

如果将线程对象以构造参数的方式传递给 Thread 对象进行 start() 启动时, 运行结果和前面实例是有差异的. 造成这样的差异的原因还是来自于 Thread.currentThread() 和 this 的差异.

System.out.println("begin == " + thread1.isAlive());
//thread1.start();
// 如果将线程对象以构造参数的方式传递给 Thread 对象进行 start() 启动
Thread thread = new Thread(thread1);
thread.start();

Thread.sleep(1000);
System.out.println("end == " + thread1.isAlive());

执行结果

begin == false
run 方法的打印 Thread.currentThread().isAlive() == true
run 方法的打印 this.isAlive() == false
run 方法的打印 Thread.currentThread() == this == false
end == false

Thread.currentThread().isAlive() 是 true 的原因是因为, Thread.currentThread() 返回的是 thread 对象, 而我们也是通过此对象来启动线程的, 所以是在活动状态.

this.isAlive() 是 false 就比较好理解了, 因为我们是通过 thread 对象启动的线程来执行 run 方法的. 所以它是 false. 同时也说明这两个不是同一个对象.

sleep 方法

在指定的毫秒数内让当前 "正在执行的线程" 休眠. "正在执行的线程" 只得是 Thread.currentThread() 返回的线程.

Thread.sleep(1000);

停止线程

停止一个线程意味着在线程处理完任务之前停掉正在做的操作, 也就是放弃当前的操作.

在 Java 中有以下 3 种方法可以终止正在运行的线程:

  1. 使用退出标志, 使线程正常退出, 也就是当 run 方法完成后线程终止.

  2. 使用 stop 方法强行终止线程, 但是不推荐使用这个方法.

  3. 使用 interrupt 方法中断线程.

停不了的线程

调用 interrupt 方法仅仅是当前线程打了一个停止标记, 并不是真正的停止线程.

public class Thread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {

        for(int i = 0; i < 500000; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}
Thread1 thread1 = new Thread1();
thread1.start();
Thread.sleep(2000);
thread1.interrupt();

我们两秒后调用 interrupt 方法, 根据打印结果我们可以看到线程并没有停止, 而是在执行完 500000 此循环后 run 方法结束线程停止.

判断线程是否是停止状态

我们将线程标记为停止后, 需要在线程内部判断一下这个线程是否是停止标记, 如果是则停止线程.

两种判断方法:

  1. Thread.interrupted(); 也可以使用 this.interrupted();

  2. this.isInterrupted();

下面是两个方法的源码:

    public static boolean interrupted() {
        return currentThread().isInterrupted(true);
    }
    
    public boolean isInterrupted() {
        return isInterrupted(false);
    }

interrupted() 方法数据静态方法, 也就是判断当前线程是否已经中断. isInterrupted() 判断线程是否已经被中断.

来自官网的 interrupted() 方法重点.
线程的 中断状态 由该方法清除. 换句话说, 如果连续两次调用该方法, 则第二次调用将返回 false (在第一次调用已清除了其中断状态之后, 且第二次调用检验完中断状态前, 当前线程再次中断的情况除外).

异常停止线程

public class Thread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        try {
            for (int i = 0; i < 500000; i++) {
                if (this.isInterrupted()) {
                    System.out.println("线程停止");
                    throw new InterruptedException();
                }

                System.out.println("i = " + i);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("线程通过 catch 停止");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
Thread1 thread1 = new Thread1();
thread1.start();
Thread.sleep(1000);
thread1.interrupt();

输出结果, 这是最后几行:

i = 195173
i = 195174
i = 195175
线程停止
线程通过 catch 停止
java.lang.InterruptedException
    at Thread1.run(Thread1.java:9)
当然我们也可以将 throw new InterruptedException(); 换成 return. 都是一样可以结束线程的.

在沉睡中停止

如果线程调用 Thread.sleep() 方法使线程进行休眠, 这时我们调用 thread1.interrupt()后会抛出. InterruptedException 异常.

java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at Thread1.run(Thread1.java:8)

暴力停止线程

暴力停止线程可以使用 stop 方法, 但此方法已经过时并不推荐使用, 原因如下.

  1. 即刻抛出 ThreadDeath 异常, 在线程的run()方法内, 任何一点都有可能抛出ThreadDeath Error, 包括在 catch 或 finally 语句中. 也就是说代码不确定执行到哪一步就会抛出异常.

  2. 释放该线程所持有的所有的锁. 这可能会导致数据不一致性.

public class Thread1 extends Thread {

    private String userName = "a";
    private String pwd = "aa";

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public String getPwd() {
        return pwd;
    }

    public void setPwd(String pwd) {
        this.pwd = pwd;
    }

    @Override
    public void run() {
        this.userName = "b";
        try {
            Thread.sleep(100000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        this.pwd = "bb";

    }
}
Thread1 thread1 = new Thread1();
thread1.start();
Thread.sleep(1000);
thread1.stop();

System.out.println(thread1.getUserName() + "     " + thread1.getPwd());

输出结果为:

b     aa

我们在代码中然线程休眠 Thread.sleep(100000); 是为了模拟一些其它业务逻辑处理所用的时间, 在线程处理其它业务的时候, 我们调用 stop 方法来停止线程.

线程是被停止了也执行了 System.out.println(thread1.getUserName() + " " + thread1.getPwd()); 来帮我们输出结果, 但是 this.pwd = "bb"; 并没有被执行.

所以, 当调用了 stop 方法后, 线程无论执行到哪段代码, 线程就会立即退出, 并且会抛出 ThreadDeath 异常, 而且会释放所有锁, 从而导致数据不一致的情况.

interrupt 相比 stop 方法更可控, 而且可以保持数据一致, 当你的代码逻辑执行完一次, 下一次执行的时候, 才会去判断并退出线程.

如果大家不怎么理解推荐查看 为什么不能使用Thread.stop()方法？ 这篇文章. 下面是另一个比较好的例子.

如果线程当前正持有锁(此线程可以执行代码), stop之后则会释放该锁. 由于此错误可能出现在很多地方, 那么这就让编程人员防不胜防, 极易造成对象状态的不一致. 例如, 对象 obj 中存放着一个范围值: 最小值low, 最大值high, 且low不得大于high, 这种关系由锁lock保护, 以避免并发时产生竞态条件而导致该关系失效.

假设当前low值是5, high值是10, 当线程t获取lock后, 将low值更新为了15, 此时被stop了, 真是糟糕, 如果没有捕获住stop导致的Error, low的值就为15, high还是10, 这导致它们之间的小于关系得不到保证, 也就是对象状态被破坏了！

如果在给low赋值的时候catch住stop导致的Error则可能使后面high变量的赋值继续, 但是谁也不知道Error会在哪条语句抛出, 如果对象状态之间的关系更复杂呢？这种方式几乎是无法维护的, 太复杂了！如果是中断操作, 它决计不会在执行low赋值的时候抛出错误, 这样程序对于对象状态一致性就是可控的.

suspend 与 resume 方法

用来暂停和恢复线程.

独占

public class PrintObject {
    synchronized public void printString(){
        System.out.println("begin");
        if(Thread.currentThread().getName().equals("a")){
            System.out.println("线程 a 被中断");
            Thread.currentThread().suspend();
        }
        if(Thread.currentThread().getName().equals("b")){
            System.out.println("线程 b 运行");
        }
        System.out.println("end");
    }
}
try{
    PrintObject  pb = new PrintObject();
    Thread thread1 = new Thread(pb::printString);
    thread1.setName("a");
    thread1.start();
    thread1.sleep(1000);

    Thread thread2 = new Thread(pb::printString);
    thread2.setName("b");
    thread2.start();
}catch(InterruptedException e){ }

输出结果:

begin
线程 a 被中断

当调用 Thread.currentThread().suspend(); 方法来暂停线程时, 锁并不会被释放, 所以造成了同步对象的独占.

以上就是java多线程的基础知识总结（附代码）的详细内容，更多请关注其它相关文章！

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