JAVA多线程(附示例代码)

JAVA 多线程
概念 线程应用 线程状态 线程属性 线程同步 Q&A

概念
多任务系统 进程 线程

示例
单线程程序 多线程程序

线程应用 ng.Thread
使用线程的两种常用方式 1. 实现Runnable接口的run方法

class MyRunnable implements Runnable{ public void run(){ System.out.println(―hello"); } } MyRunnable r = new MyRunnable(); Thread thread = new Thread(r); thread.start();
线程状态 Thread.State

NEW（新生）
至今尚未启动的线程处于这种状态。
RUNNABLE（可运行）
正在 Java 虚拟机中执行的线程处于这种状态。
BLOCKED（被阻塞）
受阻塞并等待某个监视器锁的线程处于这种状态。
WAITING（等待）
无限期地等待另一个线程来执行某一特定操作的线程处于这种状态。
TIMED_WAITING（计时等待）
等待另一个线程来执行取决于指定等待时间的操作的线程处于这种状 态。

TERMINATED（被终止）
已退出的线程处于这种状态。
线 程 状 态
中断线程

Thread.interrupt()
1.
2.
该方法被调用时，线程的中断状态 (boolean)将被置位。 线程应不时的检查这个中断状态标志， 以判断线程是否被中断，进一步决定如 何响应中断。
synchronized关键字
public synchronized void method(){ //method body } 功能上等价于 Lock lock = new ReentrantLock(); Public void method(){ this.lock.lock(); try{ //method body }finally{ this.lock.unlock(); } }

守护线程
作用：为其他线程提供服务。例： （1）计时线程——定时发送时间信号给其 他线程； （2）定期清空过时的缓存内容的线程 当只剩下守护线程时，虚拟机就会退出 设置方式 thread.setDaemon(true)

未捕获异常处理器
线程Run方法不能抛出任何被检测的异常 不被检测的异常会导致线程终止。线程在死亡 前，异常会被传递至一个用于未捕获异常的处 理器中。 Thread.UncaughtExceptionHandler thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler 如果不为独立的线程设置处理器，则此时的处 理器为该线程的ThreadGroup对象
synchronized关键字
1. public synchronized void method(){ //method body } 2. public synchronized static void method(){ //method body } 3. Object obj = new Object(); public void method(){ synchronized(obj){ //method body } }

死锁检测

jconsole
参考资料
《JAVA核心技术》 Java 理论与实践: JDK 中更灵活、更具 可伸缩性的锁定机制 （ /developerworks/cn/j ava/j-jtp10264/index.html ） Java 理论与实践: 正确使用 Volatile 变量 （ /developerworks/c n/java/j-jtp06197.html ）

线程组 ThreadGroup
线程组是一个可以统一管理的线程集合 ThreadGroup实现了 Thread.UncaughtExceptionHandler接口，它的 uncaughtException方法执行以下操作： （1）如果该线程组有父线程组，那么父线程组的 uncaughtException方法被调用。 （2）否则，如果 Thread.getDefaultExceptionHandler方法返回一 个非空值，则调用该处理器。 （3）否则，如果Throwable是ThreadDeath的一个 实例，则不作任何处理。 （4）否则，线程的名字以及Throwable的栈踪迹被 速出到System.err上。

线程组 ThreadGroup

从JAVA SE 5.0起引入了更好的特性用于线程 集合(java.util.concurrent.*)的操作，请不要在 自己的程序中使用线程组。
线程同步
竞争条件(Race Condition) 实现线程同步的方式 Volatile域 死锁

竞争条件
竞争条件(Race Condition) 在大多数实际的多线程应用中，根据线程的 访问数据的次序，被多个线程共享访问、修改 的对象可能会出现错误的情况。 示例 模拟一有若干账户的银行，随机地生成在这些 账户之间转移钱款的交易。每个账户有一个执 行交易的线程。每一个笔交易中，会从线程所 服务的账户中随机转移一定数目的钱款到另一 个随机账户。（银行总钱数保持不变）


synchronized 确保增量操作是原子的，并使用 volatile 保证当前 结果的可见性
死锁
当两个或两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而造成 的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进 下去。 形成死锁的四个必要条件 1. 互斥使用（资源独占） 一个资源每次只能给一个线程使用 2. 不可强占（不可剥夺） 资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只 能由占有者自愿释放 3. 请求和保持 一个线程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有 4. 循环等待 存在一个线程等待队列 {T1 , T2 , … , Tn}, 其中T1等待 T2占有的资源，T2等待T3占有的资源，…，Tn等待T1占有 的资源，形成一个线程等待环路

Volatile
锁提供了两种主要特性：互斥（mutual exclusion） 和可见性 （visibility）。互斥即一次只允许一个线程持有某个特定的锁，因 此可使用该特性实现对共享数据的协调访问协议，这样，一次就 只有一个线程能够使用该共享数据。可见性要更加复杂一些，它 必须确保释放锁之前对共享数据做出的更改对于随后获得该锁的 另一个线程是可见的 结合使用 volatile 和 synchronized 实现 “开销较低的读－写锁” public class CheesyCounter { private volatile int value; public int getValue() { return value; } public synchronized int increment() { return value++; } }
Volatile
多处理器的计算机能够暂时在寄存器或本地内 存缓存区中保存内存的值。结果是，运行在不 同处理器上的线程可能在同一个内存位置取到 不同的值。 Volatile关键字为实例域的同步访问提供了一 种免锁机制。可被看做是一种“程度较轻 的 synchronized” 具有 synchronized 的可见性特性，但是不具 备原子特性

条件对象
又称条件变量conditional variable 通常，线程获得锁进入临界区后，却发现在某 一条件满足之后才能继续执行。 一个锁对象可以有一个或多个相关的条件对象 (lock.newCondition())

条件对象
private Lock bankLock = new ReentrantLock(); private Condition sufficientFunds = bankLock.newCondition(); bankLock.lock(); Try{ while(accounts[from] < amount) sufficientFunds.await(); //transfer funds sufficientFunds.signalAll(); } Finally{ bankLock.unlock(); }

Q&A
Thank you!

实现线程同步的方式
锁对象 条件对象 synchronized关键字

锁对象
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock private Lock bankLock=new ReentrantLock(); bankLock.lock(); Try{ //critical section } Finally{ bankLock.unlock(); }
中断线程
Thread.interrupt() Public void run(){ try{ … while(!Thread.currentThread().isInterrupted() && more condiiton to check) { //线程任务代码 }catch (InterruptedException e){ // 线程处于sleep或wait被中断，会导致该 //异常产生 }finally{//清理工作} …//退出run方法，结束该线程 }
线程属性
线程优先级 守护线程 未捕获异常处理器

线程优先级
线程优先级高度依赖于操作系统 （1）windows有7个优先级别，一些JAVA 线程优先级将映射至操作系统优先级 （2）在Sun为linux提供的JVM中，线程优 先级被忽略 请勿将程序构建为功能的正确性依赖于线 程优先级（例：调度框架）