Java线程篇——线程的开启

原文作者:Ykamh

阅读时长:20分钟

技术预备:Java基础

随着开发项目中业务功能的增加,必然某些功能会涉及到线程以及并发编程的知识点。笔者就在现在的公司接触到了很多软硬件结合和socket通讯的项目了,很多的功能运用到了串口通讯编程,串口通讯编程的安卓端就是基于线程的方式和硬件保持通讯的。

关于Java线程,先了解一下Java线程的生命周期和物种基本状态,先上一张经典的图

Java线程篇——线程的开启

上图也比较直观的绘制了关于Java线程的生命周期同时也囊括了Java线程的重点知识点。

Java线程的五种状态:

新建状态(New):

当线程对象创建后,线程即进入新建状态,如:Thread t = new MyThread();

就绪状态(Runnable):

当线程对象的start()方法(t.start();)调用时,此时线程进入就绪状态。处于就绪状态的线程只能说明线程此时已经做好准备,随时等待CPU的调度并不是说 t.start(): 后线程就会立马执行;

运行状态(Running):

当CPU开始调度已经处于就绪状态的线程时,此时线程才真正的开始他的工作,即进入了运行状态。 注意(敲黑板!):就绪状态是进入到运行状态的唯一入口 。也就是说线程想进入运行状态,那线程就必须先处于就绪状态。

阻塞状态(Blocked):

处于运行状态的线程处于某种原因呢,暂时放弃了对CPU的使用权,停止了执行,此时也就进入了阻塞状态,知道线程再次进入到就绪状态,才有机会被CPU调用进入到运行状态。而根据造成阻塞的原因不同,分为了一下三种阻塞:

  • 等待阻塞:运行状态的线程执行到了wate()方法,使线程进入了等待阻塞状态。

  • 同步阻塞:线程在获取synchronized同步失败(因为锁被其他线程占用),他就会进入同步阻塞状态。

  • 其他阻塞:通过线程的sleep()和join()或发出了I/O请求,线程进入到了阻塞状态。当sleep()超时、join()等待线程终止或超时、I/O处理完毕时,线程就会再次进入就绪状态。

死亡状态(Dead):

线程执行完了或者在执行中因异常退出了run()方法,该线程就走完了他的一生了。

Java多线程的创建和启动

Java线程有三种常见的基本创建方式

继承Thread类,重写其run()方法

Java线程篇——线程的开启
Java线程篇——线程的开启

啊,正如上述代码所示,通过继承Thread类重写其run()方法,定义了一个新的线程类MyThread,其中我们所重写的run()方法体内的代码就是线程需要完成的任务了,专业点的来说我们称之为线程执行体。当创建此线程类对象时一个新的线程得以创建,并进入到线程新建状态。通过调用线程对象引用的start()方法,使得该线程进入到就绪状态,此时此线程并不一定会马上得以执行,这取决于CPU调度时机。

实现Runnable接口,并重写实现其run()方法

不必想太多,这个run()方法同样是我们的线程执行体。重写完run方法后创建接口实例,并把该实例作为创建线程的target创建线程。没看懂没关系,直接上代码。

Java线程篇——线程的开启
Java线程篇——线程的开启

其实跟第一种方法也差不多的。那么Thread和Runnable之间到底是什么关系呢?我们再来看一个例子:

Java线程篇——线程的开启

看起来有点奇怪,其实同样是可以创建线程的。那么聪明敏锐的你肯定会在脑瓜里面有个提问:那此时线程到底是执行MyRunnable里面的执行体呢还是执行MyThread里面的执行体呢?答案是MyThread里的执行体被执行。因为Thread类本身也是实现了Runnable接口,而run()方法最先是在Runnable接口中定义的方法。

Java线程篇——线程的开启

从上面的代码我们不难看出,当执行到Thread类中的run()方法时,会首先判断target是否存在,存在则执行target中的run()方法,也就是实现了Runnable接口并重写了run()方法的类中的run()方法。但是上述给到的列子中,由于多态的存在,根本就没有执行到Thread类中的run()方法,而是直接先执行了运行时类型即MyThread类中的run()方法。

用Callable和Future接口创建线程

具体是创建Callable接口的实现类,并实现call()方法。并使用FutureTask类来包装Callable实现类的对象,且以此FutureTask对象作为Thread对象的target来创建线程。有点绕~直接看代码吧~

Java线程篇——线程的开启
Java线程篇——线程的开启

我们很容易看得出来,此时的线程执行体不再是run()方法了,取而代之的是call()方法,并且这个方法是有返回的。在创建新的线程时,是通过FutureTask来包装MyCallable对象,同时作为了Thread对象的target。那么看下FutureTask类的定义:

这样我们就能清楚的看得出他们之间的关系。发现FutureTask类实际上是同时实现了Runnable和Future接口,使得他有了双重特性了,通过Runnable特性,可以作为Thread对象的target,而Future特性,使得其可以取得新创建线程中的call()方法的返回值。

Java线程篇——线程的开启
Java线程篇——线程的开启

执行下此程序,我们发现sum = 4950永远都是最后输出的。而“主线程for循环执行完毕..”则很可能是在子线程循环中间输出。由CPU的线程调度机制,我们知道,“主线程for循环执行完毕..”的输出时机是没有任何问题的,那么为什么sum =4950会永远最后输出呢?

原因在于通过ft.get()方法获取子线程call()方法的返回值时,当子线程此方法还未执行完毕,ft.get()方法会一直阻塞,直到call()方法执行完毕才能取到返回值。

上述主要讲解了三种常见的线程创建方式,对于线程的启动而言,都是调用线程对象的start()方法, 需要特别注意的是:不能对同一线程对象两次调用start()方法。

线程的开启暂时就讲这么多了,后面的文章还会继续讲述Java线程之如何优雅的关闭线程。

That’s all Thank you~

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