Java 多线程(一):基本概念

0x0001 线程概述

线程可以理解为在进程中独立运行的子任务，使用多线程后可以最大限度的利用 CPU 的空闲时间来处理其他任务。多线程的执行是异步的。

0x0002 Thread 的常用 API

  • currentThread()(静态方法)

currentThread() 方法返回的 代码段正在被哪个线程调用。

  • getName()：获得线程的 Name

注意 currentThread().getName() 与 getName() 的不同。

  • isAlive()：判断当前线程是否处于活动状态。

  • sleep():在指定的毫秒内让当前“正在执行的线程” 休眠，这个 “正在执行的线程” 的是指 currentThread() 返回的线程。

0x0003 实现多线程

  • 继承 Thread
  • 实现 Runnable

继承 Thread 最大的局限就是不支持多继承，通过 implement Runnable 的方式可以实现多继承，但是两者本质上没有区别。

0x0004 线程调用

随机性

使用多线程技术时，代码的运行的结果与代码的执行顺序或者调用顺序无关的，即 Thread 对象调用 start 的顺序并不代表 run 方法的执行顺序。线程是一个子任务， CPU 执行 run 中的代码是随机的。

线程的调用

Thread 类中的 start() 方法通知 “线程规划器” 此线程已经准备就绪，等待调用线程对象的 run 方法。线程的执行其实是让系统安排一个时间来调用 run 方法，但是系统何时执行是随机的，也就印证了线程调用的随机性。

0x0005 实例变量与线程安全

当多个线程可以同时访问一个变量时，容易发生数据线程安全问题。

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public class MyThread extends Thread {
    private int count = 5;
    public MyThread() {
        System.out.println("MyThread 当前的 Thread 的 name: " + this.getName());
        System.out.println("MyThread 代码执行的 Thread：" + Thread.currentThread().getName());
    }
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        System.out.println("代码调用的 Thread" + currentThread().getName());

        System.out.println("当前的 Thread 的 Name  " + this.getName());
        count--;
        System.out.println("Thread is：" + currentThread().getName()+",计算结果是：" + "count is " + count);
    }
}

在调用过程如下(过滤无用信息)：

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 MyThread mMyThread = new MyThread();
Thread a = new Thread(mMyThread, "A");
Thread b = new Thread(mMyThread, "B");
Thread c = new Thread(mMyThread, "C");
Thread d = new Thread(mMyThread, "D");
Thread e = new Thread(mMyThread, "E");
a.start();
b.start();
c.start();
d.start();
e.start();

打印日志的一种情况：

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Thread is：A,计算结果是：count is 3
Thread is：B,计算结果是：count is 3
Thread is：C,计算结果是：count is 2
Thread is：D,计算结果是：count is 1
Thread is：E,计算结果是：count is 0

很明显，线程 A 和 B 同时对 count 进行处理，获得了相同的打印 count，这是不想得到的结果，这就是所谓的 “非线程安全” 问题。在本例中，产生线程不安全的原因为: count--，在虚拟机中 count– 分为以下 3 步：

1. 取得 count;
2. 计算 count - 1;
3. 对 count 赋值;

以上 3 个步骤中，如果有多个线程同时访问，容易产生线程安全问题。

0x0006 非线程安全

非线程安全是指 多个线程 对 同一个对象 中的 同一个实例变量 进行操作时,出现的值被更改、值不同步的情况，影响程序的正常执行。这种线程在操作中读取实例变量时，此值已经被其他线程更改过的情况被称为 脏读。

知识链接：

Java多线程编程核心技术