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深入淺出Java多線程程序設計

2019-11-18 15:37:36
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供稿：網友
一：理解多線程

多線程是這樣一種機制，它答應在程序中并發執行多個指令流，每個指令流都稱為一個線程，彼此間互相獨立。
線程又稱為輕量級進程，它和進程一樣擁有獨立的執行控制，由操作系統負責調度，區別在于線程沒有獨立的存儲空間，而是和所屬進程中的其它線程共享一個存儲空間，這使得線程間的通信遠較進程簡單。

多個線程的執行是并發的，也就是在邏輯上“同時”，而不管是否是物理上的“同時”。假如系統只有一個CPU，那么真正的“同時”是不可能的，但是由于CPU的速度非常快，用戶感覺不到其中的區別，因此我們也不用關心它，只需要設想各個線程是同時執行即可。
多線程和傳統的單線程在程序設計上最大的區別在于，由于各個線程的控制流彼此獨立，使得各個線程之間的代碼是亂序執行的，由此帶來的線程調度，同步等問題，將在以后探討。

　　二：在java中實現多線程

我們不妨設想，為了創建一個新的線程，我們需要做些什么？很顯然，我們必須指明這個線程所要執行的代碼，而這就是在Java中實現多線程我們所需要做的一切！

真是神奇！Java是如何做到這一點的？通過類！作為一個完全面向對象的語言，Java提供了類 java.lang.Thread 來方便多線程編程，這個類提供了大量的方法來方便我們控制自己的各個線程，我們以后的討論都將圍繞這個類進行。

那么如何提供給 Java 我們要線程執行的代碼呢？讓我們來看一看 Thread 類。Thread 類最重要的方法是 run() ，它為Thread 類的方法 start() 所調用，提供我們的線程所要執行的代碼。為了指定我們自己的代碼，只需要覆蓋它！

　　方法一：繼續 Thread 類，覆蓋方法 run()，我們在創建的 Thread 類的子類中重寫 run() ,加入線程所要執行的代碼即可。下面是一個例子：

public class MyThread extends Thread {
　int count= 1, number;
　public MyThread(int num) {
　　number = num;
　　System.out.　}
　public void run() {
　　while(true) {
　　　System.out.println("線程 " + number + ":計數 " + count);
　　　if(++count== 6) return;
　　}
　}
　public static void main(String args[]) {
　　for(int i = 0; i < 5; i++) new MyThread(i+1).start();
　}
}
這種方法簡單明了，符合大家的習慣，但是，它也有一個很大的缺點，那就是假如我們的類已經從一個類繼續（如小程序必須繼續自 Applet 類），則無法再繼續 Thread 類，這時假如我們又不想建立一個新的類，應該怎么辦呢？

我們不妨來探索一種新的方法：我們不創建 Thread 類的子類，而是直接使用它，那么我們只能將我們的方法作為參數傳遞給 Thread 類的實例，有點類似回調函數。但是 Java 沒有指針，我們只能傳遞一個包含這個方法的類的實例。那么如何限制這個類必須包含這一方法呢？當然是使用接口！（雖然抽象類也可滿足，但是需要繼續，而我們之所以要采用這種新方法，不就是為了避免繼續帶來的限制嗎？）
Java 提供了接口 java.lang.Runnable 來支持這種方法。

　　方法二：實現 Runnable 接口

Runnable 接口只有一個方法 run()，我們聲明自己的類實現 Runnable 接口并提供這一方法，將我們的線程代碼寫入其中，就完成了這一部分的任務。但是 Runnable 接口并沒有任何對線程的支持，我們還必須創建 Thread 類的實例，這一點通過 Thread 類的構造函數public Thread(Runnable target);來實現。下面是一個例子：

public class MyThread implements Runnable {
　int count= 1, number;
　public MyThread(int num) {
　　number = num;
　　System.out.println("創建線程 " + number);
　}
　public void run() {
　　while(true) {
　　　System.out.println("線程 " + number + ":計數 " + count);
　　　if(++count== 6) return;
　　}
　}
　public static void main(String args[]) {
　　for(int i = 0; i < 5; i++) new Thread(new MyThread(i+1)).start();
　}
}
嚴格地說，創建 Thread 子類的實例也是可行的，但是必須注重的是，該子類必須沒有覆蓋 Thread 類的 run 方法，否則該線程執行的將是子類的 run 方法，而不是我們用以實現Runnable 接口的類的 run 方法，對此大家不妨試驗一下。

　　使用 Runnable 接口來實現多線程使得我們能夠在一個類中包容所有的代碼，有利于封裝，它的缺點在于，我們只能使用一套代碼，若想創建多個線程并使各個線程執行不同的代碼，則仍必須額外創建類，假如這樣的話，在大多數情況下也許還不如直接用多個類分別繼續 Thread 來得緊湊。

　　綜上所述，兩種方法各有千秋，大家可以靈活運用。

　　下面讓我們一起來研究一下多線程使用中的一些問題。 三：線程的四種狀態

　　1. 新狀態：線程已被創建但尚未執行（start() 尚未被調用）。

　　2. 可執行狀態：線程可以執行，雖然不一定正在執行。CPU 時間隨時可能被分配給該線程，從而使得它執行。

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