【Java】多線程Thread類

1. 進程與線程

進程與線程的基本認識

進程（Process）：進程是程序的一次動態執行過程，它經歷了從代碼加載、執行、到執行完畢的一個完整過程；同時也是并發執行的程序在執行過程中分配和管理資源的基本單位，競爭計算機系統資源的基本單位。

線程（Thread）：線程可以理解為進程中的執行的一段程序片段，是進程的一個執行單元，是進程內可調度實體，是比進程更小的獨立運行的基本單位，線程也被稱為輕量級進程。

即使多進程可以提高硬件資源的利用率，但是進程的啟動和銷毀需要消耗大量的系統性能，從而導致程序的執行性能下降。所以為了進一步提升并發操作的處理能力，在進程的基礎上又劃分了多線程概念。

2. 多線程實現

Thread類實現多線程

?Thread類的方法

1.通過繼承Thread類，并重寫父類的run()方法實現
public void run(){ }

定義線程類：


class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {while(true){System.out.println("hello Thread");try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}}}
}
public class Demo1 {public static void main(String[] args)throws InterruptedException {Thread t=new MyThread();t.start();//創建一個線程//t.run();while(true){System.out.println("hello main");Thread.sleep(1000);}//兩個循環在同時進行}
}

Runnable接口實現多線程

使用Thread類的確可以實現多線程，但是也容易發現它的缺陷：面向對象的單繼承局限，因此才采用Runnable接口來實現多線程。

該接口的定義如下(以下并不需要在代碼中實現)：


class MyRunnable implements Runnable{@Overridepublic void run(){while(true){System.out.println("hello main");try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}}}
}
public class Demo2 {public static void main(String[] args)throws Exception{Runnable runnable=new MyRunnable();Thread t=new Thread(runnable);t.start();while(true){System.out.println("hello main");Thread.sleep(1000);}}
}

Thread(String name)后邊兩種方法，我們可以給線程對象命名。

默認情況下，線程對象名字是Thread-N，N是從0開始增加。

3.Thread常見方法

start()

start() 啟動一個線程。

start()方法可以開啟一個線程，線程創建好后是不會開始執行的，要使用start來開啟。

只有當start()，操作系統內核才會創建一個真真正正的線程PCB，然后去調用run()方法，此時操作系統層面才會真的創建一個線程。

sleep()

使用sleep時會有一個中斷異常(非受查異常)，需要我們手動拋出

join()

join(): 等待一個線程；

join(t)表示等待一個線程t毫秒。
因為我們線程是隨即調度的過程，線程的執行順便我們無法把控，但在一些場景下我們需要有明確的線程程序順序，等待線程，就是可以控制兩個線程的結束順序。

比如在main方法中有兩個線程t1、t2，在主線程中有t1.join() ，那么主線程就要阻塞等待t1線程執行完了才能在執行。如果在t1線程中有t2.join()，那么t1線程就要阻塞等待t2線程執行完了才能執行任務。

如果去掉join()方法后，主線程與Thread線程搶占式執行！


public class Demo12 {public static void main(String[] args)throws Exception {Thread t=new Thread(()->{for(int i=0;i<3000;i++){System.out.println("hello thread");try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("線程結束");});t.start();t.join(3000);//等待線程t執行完畢System.out.println("main 線程結束");}
}

中斷線程

線程中斷: 我們這里的中斷，并不是線程立即就結束了，而是通知該線程，你應該結束了，但實際是否結束，取決于線程里具體的代碼

package Thread;public class Demo3 {public static  boolean flag=true;public static void main(String[] args)throws InterruptedException{Thread t1=new Thread(()->{while(flag){System.out.println("hello Thread");try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}}});t1.start();Thread.sleep(3000);flag=false;}
}

flag 變量的作用是作為線程執行的控制開關，用于安全地終止 t1 線程的循環執行。

flag?變量是主線程與?t1?線程之間的一個通信媒介，通過修改它的值，主線程可以安全地通知?t1?線程“該停止工作了”，避免了線程的無限循環。如果沒有?flag，t1?線程的?while(true)?循環將無法終止，導致線程永久運行

即使?t1?線程因?sleep?進入阻塞狀態，只要?sleep?時間結束，線程恢復運行后會立即檢查?flag，從而響應終止信號。

4.Thread類的常見屬性

getId()：

?ID是線程的唯一標識，不同的線程不重復

package Thread;class MyThread1 extends Thread{@Overridepublic void run(){System.out.println("hello word");}
}
public class getIdtest {public static void main(String[] args) {Thread t=new MyThread1();System.out.println(t.getId());}
}

getName:?

名稱是我們構造方法設置的名稱，如果沒有設置，那就是默認名。

public class getNametest {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread();System.out.println(t.getName());//因為我們沒有命名，所以使用的是默認名。}
}

getState():?

狀態：

getState()方法可以獲取當前Thread對象的狀態，這是Java層面定義的線程狀態，要注意和PCB上的區分。

線程有6種狀態：NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING,? TERMINATED。

NEW表示創建好了一個Java線程對象，安排好了任務，只是還沒有啟動，沒有調用start方法之前是不會創建PCB的，和PCB沒有關系。

RUNNABLE是運行狀態或就緒狀態，在操作系統層面已經有了對應的PCB。

BLOCKED是阻塞狀態的一種，在等待鎖

WAITING表示一直沒有時間限制的等待，一直等直到被喚醒。

TIMED_WAITING指定了等待時間的阻塞狀態，過時就繼續執行任務。

TERMINATED是執行結束，PCB已經銷毀，Java層面的線程對象還在。

查看Thread對象的所有狀態：

package Thread;public class Demo14 {public static void main(String[] args) {for(Thread.State state: Thread.State.values()){System.out.println(state);}}
}

getPriority:?

可以獲取當前線程的優先級，但沒有太大的用，實際還得取決于操作系統內核的具體調度。

package Thread;public class test {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread();System.out.println(t.getPriority());}
}

isDaemon():?

是否為守護線程(也叫后臺線程), 簡單的理解一下，我們手動創建的線程都是前臺線程，JVM自帶的線程都是后臺線程，我們也可以通過setDaemon()方法將前臺線程設置為后臺線程。

 public static void main(String[] args) {Thread t=new MyThread2();System.out.println(t.isDaemon());}

isAlive():?

線程的run方法是否執行結束。

package Thread;
class MyThread2 extends Thread{@Overridepublic void run(){System.out.println("hello thread1");}
}
public class Demo4 {public static void main(String[] args) {Thread t=new MyThread2();System.out.println(t.isAlive());t.start();System.out.println(t.isAlive());}}

interrupt()方法

第一種解釋：

發送信號：通知線程“需要中斷當前操作”，而非強制殺死線程。
打破阻塞：中斷?sleep/wait?等阻塞方法，讓線程從阻塞中喚醒并處理中斷。
協作終止：線程通過檢查中斷狀態（isInterrupted()）或處理?InterruptedException，決定是否結束，體現“誰運行誰控制”的設計原則

在?Demo3?中，正是由于?t1?線程內部通過?while (!isInterrupted())?主動響應中斷信號，主線程的?t1.interrupt()?才能安全、優雅地終止線程。

 public static void main(String[] args)throws InterruptedException{Thread t1=new Thread(()->{while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){System.out.println("hello Thread");try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}}});t1.start();Thread.sleep(3000);t1.interrupt();}