編寫具有多線程能力的程序經(jīng)常會(huì)用到的方法有：
run(), start(), wait(), notify(), notifyAll(), sleep(), yield(), join()
還有一個(gè)重要的關(guān)鍵字：synchronized
本文將對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行講解。
一：run() 和start()
示例1：
public class ThreadTest extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.print(" " + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
new ThreadTest().start();
new ThreadTest().start();
}
}
這是個(gè)簡(jiǎn)單的多線程程序。run() 和start() 是大家都很熟悉的兩個(gè)方法。把希望并行處理的代碼都放在run() 中；stat() 用于自動(dòng)調(diào)用run()，
這是JAVA的內(nèi)在機(jī)制規(guī)定的。并且run() 的訪問(wèn)控制符必須是public，返回值必須是void（這種說(shuō)法不準(zhǔn)確，run() 沒(méi)有返回值），run()
不帶參數(shù)。
這些規(guī)定想必大家都早已知道了，但你是否清楚為什么run方法必須聲明成這樣的形式？這涉及到JAVA的方法覆蓋和重載的規(guī)定。這些內(nèi)容很重要，
請(qǐng)讀者參考相關(guān)資料。
二：關(guān)鍵字synchronized
有了synchronized關(guān)鍵字，多線程程序的運(yùn)行結(jié)果將變得可以控制。synchronized關(guān)鍵字用于保護(hù)共享數(shù)據(jù)。請(qǐng)大家注意 "共享數(shù)據(jù)"，
你一定要分清哪些數(shù)據(jù)是共享數(shù)據(jù)，JAVA是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，所以初學(xué)者在編寫多線程程序時(shí)，容易分不清哪些數(shù)據(jù)是共享數(shù)據(jù)。請(qǐng)看下面的例子：
示例2：
public class ThreadTest implements Runnable {
public synchronized void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.print(" " + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r1 = new ThreadTest();
Runnable r2 = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r1);
Thread t2 = new Thread(r2);
t1.start();
t2.start();
}
}
在這個(gè)程序中，run() 被加上了synchronized關(guān)鍵字。在main方法中創(chuàng)建了兩個(gè)線程。你可能會(huì)認(rèn)為此程序的運(yùn)行結(jié)果一定為：0123456789
0123456789。但你錯(cuò)了！這個(gè)程序中synchronized關(guān)鍵字保護(hù)的不是共享數(shù)據(jù)（
其實(shí)在這個(gè)程序中synchronized關(guān)鍵字沒(méi)有起到任何作用，此程序的運(yùn)行結(jié)果是不可預(yù)先確定的）。這個(gè)程序中的t1, t2是兩個(gè)對(duì)象（r1,
r2）的線程。JAVA是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，不同的對(duì)象的數(shù)據(jù)是不同的，r1,
r2有各自的run() 方法，而synchronized使同一個(gè)對(duì)象的多個(gè)線程，
在某個(gè)時(shí)刻只有其中的一個(gè)線程可以訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的synchronized數(shù)據(jù)。每個(gè)對(duì)象都有一個(gè) "鎖標(biāo)志"，
當(dāng)這個(gè)對(duì)象的一個(gè)線程訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象的某個(gè)synchronized數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)對(duì)象的所有被synchronized修飾的數(shù)據(jù)將被上鎖（因?yàn)?nbsp;"鎖標(biāo)志"
被當(dāng)前線程拿走了），只有當(dāng)前線程訪問(wèn)完它要訪問(wèn)的synchronized數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)前線程才會(huì)釋放 "鎖標(biāo)志"，
這樣同一個(gè)對(duì)象的其它線程才有機(jī)會(huì)訪問(wèn)synchronized數(shù)據(jù)。
示例3：
public class ThreadTest implements Runnable {
public synchronized void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.print(" " + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r);
Thread t2 = new Thread(r);
t1.start();
t2.start();
}
}
如果你運(yùn)行1000次這個(gè)程序，它的輸出結(jié)果也一定每次都是：01234567890123456789。因?yàn)檫@里的synchronized保護(hù)的是共享數(shù)據(jù)。
t1,
t2是同一個(gè)對(duì)象（r）的兩個(gè)線程，當(dāng)其中的一個(gè)線程（例如：t1）開(kāi)始執(zhí)行run() 方法時(shí)，由于run() 受synchronized保護(hù)，所以同一個(gè)對(duì)象的其他線程（
t2）無(wú)法訪問(wèn)synchronized方法（run方法）。只有當(dāng)t1執(zhí)行完后t2才有機(jī)會(huì)執(zhí)行。
示例4：
public class ThreadTest implements Runnable {
public void run() {
synchronized (this) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.print(" " + i);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r);
Thread t2 = new Thread(r);
t1.start();
t2.start();
}
}
這個(gè)程序與示例3的運(yùn)行結(jié)果一樣。在可能的情況下，應(yīng)該把保護(hù)范圍縮到最小，可以用示例4的形式，this代表 "這個(gè)對(duì)象"。沒(méi)有必要把整個(gè)run() 保護(hù)起來(lái)，
run() 中的代碼只有一個(gè)for循環(huán)，所以只要保護(hù)for循環(huán)就可以了。
示例5：
public class ThreadTest implements Runnable {
public void run() {
for (int k = 0; k < 5; k++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " : for loop : " + k);
}
synchronized (this) {
for (int k = 0; k < 5; k++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " : synchronized for loop : " + k);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r, "t1_name");
Thread t2 = new Thread(r, "t2_name");
t1.start();
t2.start();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：t1_name : for loop : 0
t1_name : for loop : 1
t1_name : for loop : 2
t2_name : for loop : 0
t1_name : for loop : 3
t2_name : for loop : 1
t1_name : for loop : 4
t2_name : for loop : 2
t1_name : synchronized for loop : 0
t2_name : for loop : 3
t1_name : synchronized for loop : 1
t2_name : for loop : 4
t1_name : synchronized for loop : 2
t1_name : synchronized for loop : 3
t1_name : synchronized for loop : 4
t2_name : synchronized for loop : 0
t2_name : synchronized for loop : 1
t2_name : synchronized for loop : 2
t2_name : synchronized for loop : 3
t2_name : synchronized for loop : 4
第一個(gè)for循環(huán)沒(méi)有受synchronized保護(hù)。對(duì)于第一個(gè)for循環(huán)，t1,
t2可以同時(shí)訪問(wèn)。運(yùn)行結(jié)果表明t1執(zhí)行到了k = 2時(shí)，t2開(kāi)始執(zhí)行了。t1首先執(zhí)行完了第一個(gè)for循環(huán)，此時(shí)還沒(méi)有執(zhí)行完第一個(gè)for循環(huán)（
t2剛執(zhí)行到k = 2）。t1開(kāi)始執(zhí)行第二個(gè)for循環(huán)，當(dāng)t1的第二個(gè)for循環(huán)執(zhí)行到k = 1時(shí)，t2的第一個(gè)for循環(huán)執(zhí)行完了。
t2想開(kāi)始執(zhí)行第二個(gè)for循環(huán)，但由于t1首先執(zhí)行了第二個(gè)for循環(huán)，這個(gè)對(duì)象的鎖標(biāo)志自然在t1手中（
synchronized方法的執(zhí)行權(quán)也就落到了t1手中），在t1沒(méi)執(zhí)行完第二個(gè)for循環(huán)的時(shí)候，它是不會(huì)釋放鎖標(biāo)志的。
所以t2必須等到t1執(zhí)行完第二個(gè)for循環(huán)后，它才可以執(zhí)行第二個(gè)for循環(huán)
三：sleep()
示例6：
public class ThreadTest implements Runnable {
public void run() {
for (int k = 0; k < 5; k++) {
if (k == 2) {
try {
Thread.currentThread().sleep(5000);
}
catch (Exception e) {}
}
System.out.print(" " + k);
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t = new Thread(r);
t.start();
}
}
sleep方法會(huì)使當(dāng)前的線程暫停執(zhí)行一定時(shí)間（給其它線程運(yùn)行機(jī)會(huì)）。讀者可以運(yùn)行示例6，看看結(jié)果就明白了。sleep方法會(huì)拋出異常，必須提供捕獲代碼。
示例7：
public class ThreadTest implements Runnable {
public void run() {
for (int k = 0; k < 5; k++) {
if (k == 2) {
try {
Thread.currentThread().sleep(5000);
}
catch (Exception e) {}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " : " + k);
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r, "t1_name");
Thread t2 = new Thread(r, "t2_name");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
t1被設(shè)置了最高的優(yōu)先級(jí)，t2被設(shè)置了最低的優(yōu)先級(jí)。t1不執(zhí)行完，t2就沒(méi)有機(jī)會(huì)執(zhí)行。但由于t1在執(zhí)行的中途休息了5秒中，這使得t2就有機(jī)會(huì)執(zhí)行了。
讀者可以運(yùn)行這個(gè)程序試試看。
示例8：
public class ThreadTest implements Runnable {
public synchronized void run() {
for (int k = 0; k < 5; k++) {
if (k == 2) {
try {
Thread.currentThread().sleep(5000);
}
catch (Exception e) {}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " : " + k);
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r, "t1_name");
Thread t2 = new Thread(r, "t2_name");
t1.start();
t2.start();
}
}
請(qǐng)讀者首先運(yùn)行示例8程序，從運(yùn)行結(jié)果上看：一個(gè)線程在sleep的時(shí)候，并不會(huì)釋放這個(gè)對(duì)象的鎖標(biāo)志。
四：join()
示例9：
public class ThreadTest implements Runnable {
public static int a = 0;
public void run() {
for (int k = 0; k < 5; k++) {
a = a + 1;
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t = new Thread(r);
t.start();
System.out.println(a);
}
}
請(qǐng)問(wèn)程序的輸出結(jié)果是5嗎？答案是：有可能。其實(shí)你很難遇到輸出5的時(shí)候，通常情況下都不是5。這里不講解為什么輸出結(jié)果不是5，我要講的是：
怎樣才能讓輸出結(jié)果為5！其實(shí)很簡(jiǎn)單，join() 方法提供了這種功能。join() 方法，它能夠使調(diào)用該方法的線程在此之前執(zhí)行完畢。
把示例9的main() 方法該成如下這樣：
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t = new Thread(r);
t.start();
t.join();
System.out.println(a);
}
這時(shí)，輸出結(jié)果肯定是5！join() 方法會(huì)拋出異常，應(yīng)該提供捕獲代碼。或留給JDK捕獲。
示例10：
public class ThreadTest implements Runnable {
public void run() {
for (int k = 0; k < 10; k++) {
System.out.print(" " + k);
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r);
Thread t2 = new Thread(r);
t1.start();
t1.join();
t2.start();
}
}
運(yùn)行這個(gè)程序，看看結(jié)果是否與示例3一樣
五：yield()
yield() 方法與sleep() 方法相似，只是它不能由用戶指定線程暫停多長(zhǎng)時(shí)間。按照SUN的說(shuō)法：
sleep方法可以使低優(yōu)先級(jí)的線程得到執(zhí)行的機(jī)會(huì)，當(dāng)然也可以讓同優(yōu)先級(jí)和高優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì)。而yield()
方法只能使同優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì)。
示例11：
public class ThreadTest implements Runnable {
public void run() {
8
for (int k = 0; k < 10; k++) {
if (k == 5 && Thread.currentThread().getName().equals("t1")) {
Thread.yield();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " : " + k);
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r, "t1");
Thread t2 = new Thread(r, "t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
輸出結(jié)果：
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t1 : 4
t1 : 5
t1 : 6
t1 : 7
t1 : 8
t1 : 9
t2 : 0
t2 : 1
t2 : 2
t2 : 3
t2 : 4
t2 : 5
t2 : 6
t2 : 7
t2 : 8
t2 : 9
多次運(yùn)行這個(gè)程序，輸出也是一樣。這說(shuō)明：yield() 方法不會(huì)使不同優(yōu)先級(jí)的線程有執(zhí)行的機(jī)會(huì)。
六：wait(), notify(), notifyAll()
首先說(shuō)明：wait(), notify(),
notifyAll() 這些方法由java.lang.Object類提供，而上面講到的方法都是由java.lang.Thread類提供（
Thread類實(shí)現(xiàn)了Runnable接口）。
wait(), notify(),
notifyAll() 這三個(gè)方法用于協(xié)調(diào)多個(gè)線程對(duì)共享數(shù)據(jù)的存取，所以必須在synchronized語(yǔ)句塊內(nèi)使用這三個(gè)方法。先看下面了例子：
示例12：
public class ThreadTest implements Runnable {
public static int shareVar = 0;
public synchronized void run() {
if (shareVar == 0) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
shareVar++;
if (shareVar == 5) {
try {
this.wait();
}
catch (Exception e) {}
}
}
}
if (shareVar != 0) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
this.notify();
}
}
public static void main(String[] args) {
Runnable r = new ThreadTest();
Thread t1 = new Thread(r, "t1");
10
Thread t2 = new Thread(r, "t2");
t1.start();
t2.start();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
t2 shareVar = 5
t1 shareVar = 10
t1線程最先執(zhí)行。由于初始狀態(tài)下shareVar為0，t1將使shareVar連續(xù)加1，當(dāng)shareVar的值為5時(shí)，t1調(diào)用wait() 方法，
t1將處于休息狀態(tài)，同時(shí)釋放鎖標(biāo)志。這時(shí)t2得到了鎖標(biāo)志開(kāi)始執(zhí)行，shareVar的值已經(jīng)變?yōu)?，所以t2直接輸出shareVar的值，
然后再調(diào)用notify() 方法喚醒t1。t1接著上次休息前的進(jìn)度繼續(xù)執(zhí)行，把shareVar的值一直加到10，由于此刻shareVar的值不為0，
所以t1將輸出此刻shareVar的值，然后再調(diào)用notify() 方法，由于此刻已經(jīng)沒(méi)有等待鎖標(biāo)志的線程，所以此調(diào)用語(yǔ)句不起任何作用。
這個(gè)程序簡(jiǎn)單的示范了wait(), notify() 的用法，讀者還需要在實(shí)踐中繼續(xù)摸索。
七：關(guān)于線程的補(bǔ)充
編寫一個(gè)具有多線程能力的程序可以繼承Thread類，也可以實(shí)現(xiàn)Runnable接口。在這兩個(gè)方法中如何選擇呢？從面向?qū)ο蟮慕嵌瓤紤]，
作者建議你實(shí)現(xiàn)Runnable接口。有時(shí)你也必須實(shí)現(xiàn)Runnable接口，例如當(dāng)你編寫具有多線程能力的小應(yīng)用程序的時(shí)候。
線程的調(diào)度：NewRunningRunnableOtherwise BlockedDeadBlocked in object`sit()
poolBlocked in object`slock poolnotify() Schedulercompletesrun() start()
sleep() or join() sleep() timeout or thread join() s or interupt()
Lockavailablesynchronized() Thread states
terupt() 一個(gè)Thread對(duì)象在它的生命周期中會(huì)處于各種不同的狀態(tài)，上圖形象地說(shuō)明了這點(diǎn)。wa in
調(diào)用start() 方法使線程處于可運(yùn)行狀態(tài)，這意味著它可以由JVM調(diào)度并執(zhí)行。這并不意味著線程就會(huì)立即運(yùn)行。
實(shí)際上，程序中的多個(gè)線程并不是同時(shí)執(zhí)行的。除非線程正在真正的多CPU計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行，否則線程使用單CPU必須輪流執(zhí)行。但是，由于這發(fā)生的很快，
我們常常認(rèn)為這些線程是同時(shí)執(zhí)行的。
JAVA運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的計(jì)劃調(diào)度程序是搶占性的。如果計(jì)劃調(diào)度程序正在運(yùn)行一個(gè)線程并且來(lái)了另一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的線程，
那么當(dāng)前正在執(zhí)行的線程就被暫時(shí)終止而讓更高優(yōu)先級(jí)的線程執(zhí)行。
JAVA計(jì)劃調(diào)度程序不會(huì)為與當(dāng)前線程具有同樣優(yōu)先級(jí)的另一個(gè)線程去搶占當(dāng)前的線程。但是，盡管計(jì)劃調(diào)度程序本身沒(méi)有時(shí)間片（
即它沒(méi)有給相同優(yōu)先級(jí)的線程以執(zhí)行用的時(shí)間片），但以Thread類為基礎(chǔ)的線程的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可能會(huì)支持時(shí)間片分配。這依賴具體的操作系統(tǒng)，
Windows與UNIX在這個(gè)問(wèn)題上的支持不會(huì)完全一樣。
由于你不能肯定小應(yīng)用程序?qū)⑦\(yùn)行在什么操作系統(tǒng)上，因此你不應(yīng)該編寫出依賴時(shí)間片分配的程序。就是說(shuō)，
應(yīng)該使用yield方法以允許相同優(yōu)先級(jí)的線程有機(jī)會(huì)執(zhí)行而不是希望每一個(gè)線程都自動(dòng)得到一段CPU時(shí)間片。
Thread類提供給你與系統(tǒng)無(wú)關(guān)的處理線程的機(jī)制。但是，線程的實(shí)際實(shí)現(xiàn)取決于JAVA運(yùn)行所在的操作系統(tǒng)。因此，
線程化的程序確實(shí)是利用了支持線程的操作系統(tǒng)。
當(dāng)創(chuàng)建線程時(shí)，可以賦予它優(yōu)先級(jí)。它的優(yōu)先級(jí)越高，它就越能影響運(yùn)行系統(tǒng)。
JAVA運(yùn)行系統(tǒng)使用一個(gè)負(fù)責(zé)在所有執(zhí)行JAVA程序內(nèi)運(yùn)行所有存在的計(jì)劃調(diào)度程序。
該計(jì)劃調(diào)度程序?qū)嶋H上使用一個(gè)固定優(yōu)先級(jí)的算法來(lái)保證每個(gè)程序中的最高優(yōu)先級(jí)的線程得到CPU--允許最高優(yōu)先級(jí)的線程在其它線程之前執(zhí)行。
對(duì)于在一個(gè)程序中有幾個(gè)相同優(yōu)先級(jí)的線程等待執(zhí)行的情況，該計(jì)劃調(diào)度程序循環(huán)地選擇它們，當(dāng)進(jìn)行下一次選擇時(shí)選擇前面沒(méi)有執(zhí)行的線程，
具有相同優(yōu)先級(jí)的所有的線程都受到平等的對(duì)待。較低優(yōu)先級(jí)的線程在較高優(yōu)先級(jí)的線程已經(jīng)死亡或者進(jìn)入不可執(zhí)行狀態(tài)之后才能執(zhí)行。
繼續(xù)討論wait(), notify(), notifyAll()：
當(dāng)線程執(zhí)行了對(duì)一個(gè)特定對(duì)象的wait() 調(diào)用時(shí)，那個(gè)線程被放到與那個(gè)對(duì)象相關(guān)的等待池中。此外，調(diào)用wait() 的線程自動(dòng)釋放對(duì)象的鎖標(biāo)志。
可以調(diào)用不同的wait()：wait() 或wait(long timeout)
對(duì)一個(gè)特定對(duì)象執(zhí)行notify() 調(diào)用時(shí)，將從對(duì)象的等待池中移走一個(gè)任意的線程，并放到鎖標(biāo)志等待池中，那里的線程一直在等待，
直到可以獲得對(duì)象的鎖標(biāo)志。notifyAll() 方法將從對(duì)象等待池中移走所有等待那個(gè)對(duì)象的線程并放到鎖標(biāo)志等待池中。
只有鎖標(biāo)志等待池中的線程能獲取對(duì)象的鎖標(biāo)志，鎖標(biāo)志允許線程從上次因調(diào)用wait() 而中斷的地方開(kāi)始繼續(xù)運(yùn)行。
在許多實(shí)現(xiàn)了wait() / notify() 機(jī)制的系統(tǒng)中，醒來(lái)的線程必定是那個(gè)等待時(shí)間最長(zhǎng)的線程。然而，在Java技術(shù)中，并不保證這點(diǎn)。
注意，不管是否有線程在等待，都可以調(diào)用notify()。如果對(duì)一個(gè)對(duì)象調(diào)用notify() 方法，而在這個(gè)對(duì)象的鎖標(biāo)志等待池中并沒(méi)有線程，
那么notify() 調(diào)用將不起任何作用。
在JAVA中，多線程是一個(gè)神奇的主題。之所以說(shuō)它 "神奇"，是因?yàn)槎嗑€程程序的運(yùn)行結(jié)果不可預(yù)測(cè)，但我們又可以通過(guò)某些方法控制多線程程序的執(zhí)行。
要想靈活使用多線程，讀者還需要大量實(shí)踐。
另外，從JDK 1.2開(kāi)始，SUN就不建議使用resume(), stop(), suspend() 了
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