JAVA多线程(一) _JAVA_编程开发_程序员俱乐部

Java多线程基础
1、实现线程的方式
　　在Java中线程的实现无外乎两种方法：实现Runnable接口、继承Thread类:
　　实现Runnable接口

public class MyTask implements Runnable
{

    @Override
    public void run()
    {
        System.out.println("mytask executed....");
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        Thread t = new Thread(new MyTask());
        t.start();
        System.out.println("main complete.");
    }
}

　　继承Thread类

public class MyTask2 extends Thread
{
    @Override
    public void run()
    {
        System.out.println("mytask2 executed....");
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread t = new MyTask2();
        t.start();
        System.out.println("main complete.");
    }
}

2、实现线程的变种方式
　　Java的线程的实现方式还有很多变种，但都是基于上面的两种 方式的。
　　使用内部类继承Thread类

public class InnerThread  
{  
    private Inner inner;  
      
    private class Inner extends Thread  
    {  
        @Override
        public void run()  
        {  
            System.out.println("inner task executed....");  
        }  
    }  
  
    public InnerThread()  
    {  
        inner = new Inner();
        inner.start();
    }  
      
    public static void main(String[] args)  
    {  
        InnerThread i = new InnerThread();  
        System.out.println("main complete.");  
    }  
}

　　使用匿名内部类

public class AnonymousThread
{
    public AnonymousThread()
    {
        Thread t = new Thread(){
            @Override
            public void run()
            {
                System.out.println("anonymous task executed....");
            }
        };
        
        t.start();
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        AnonymousThread i = new AnonymousThread();
        System.out.println("main complete.");
    }
}

　　以上两个变种都是使用了Thread类，当然也可以使用Runnable接口，做法类似，在些就不举例子了。
3、Executors
　　Java1.5引入了一些新的类，方便了对线程的管理，先看下面的例子

public class CachedThreadPool
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i=0; i<5; i++)
        {
            exec.execute(new MyTask());
        }
        exec.shutdown();
        System.out.println("main complete.");
    }
    
}

class MyTask implements Runnable
{  
    static int counter = 0;
    private final int id = counter++;
    
    @Override
    public void run()
    {
        System.out.println("task[" + id + "] executed....");
    }
}

　　在上面的例子中，并没有使用直接使用Thread类的start()方法执行线程，而是交给了Executor来管理线程的执行。

　　Executors.newCachedThreadPool()方法创建一个ExecutorService(一个Executor的实现)，Executor会为每个需要执行的任务创建一个线程并执行它；当Executor的shutdown()方法被调用后，就不能再把任务提交给Executor了，否则会报java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常。

　　除了CachedThreadPools，还有FixedThreadPools和SingleThreadExecutor。三者的区别非常简单，CachedThreadPools根据需要创建足够多的线程；FixedThreadPools在初始化的时候就创建好固定数目的线程；SingleThreadExecutor就像是大小为1的FixedThreadPools，同一时间只会有一个线程在执行。

　　从下面的例子就可以看出来当有多个任务提交给SingleThreadExecutor时，这些任务将按照提交的顺序一个一个的执行；同样的道理也适合FixedThreadPools。

public class CachedThreadPool
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ExecutorService exec = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i=0; i<5; i++)
        {
            exec.execute(new MyTask());
        }
        exec.shutdown();
        System.out.println("main complete.");
    }
    
}

class MyTask implements Runnable
{  
    static int counter = 0;
    private final int id = counter++;
    
    @Override
    public void run()
    {
        System.out.println("task[" + id + "] started....");
        Thread.currentThread().yield();
        System.out.println("task[" + id + "] completed....");
    }
}

　　输出结果

task[0] started....
main complete.
task[0] completed....
task[1] started....
task[1] completed....
task[2] started....
task[2] completed....
task[3] started....
task[3] completed....
task[4] started....
task[4] completed....

　　从结果可以看出，交给SingleThreadExecutor管理的任务都是串行执行的。
4、让线程像方法一样返回结果
　　线程，是某个任务的一次执行过程，从线程本身来看，它不应该像方法那样具有返回值。但是为了提高程序的灵活性，Java1.5提供了Callable接口，通过Callable接口，可以让线程返回一个值，看下面的例子：

public class CallableDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
        List<Future<String>> threadRlt = new ArrayList();
        
        for(int i=0; i<5;i++)
        {
            threadRlt.add(exec.submit(new MyTask()));
        }
        
        for (Future<String> f : threadRlt)
        {
            try
            {
                System.out.println(f.get());
            }
            catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            catch (ExecutionException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyTask implements Callable<String>
{
    static int counter = 0;
    private final int id = counter++;


    @Override
    public String call()
    {
        System.out.println("task[" + id + "] started....");
        Thread.currentThread().yield();
        System.out.println("task[" + id + "] completed....");
        
        return "Result of " + id;
    }
}

　　输出结果

task[0] started....
task[1] started....
task[0] completed....
task[2] started....
task[1] completed....
task[3] started....
task[3] completed....
task[2] completed....
task[4] started....
Result of 0
Result of 1
Result of 2
Result of 3
task[4] completed....
Result of 4

　　从输出结果中，可以看到每个线程的返回值"Result of X"都在main方法中取到并打印到控制台了。

　　使用Callable接口时，要注意以下几点：

• 使用Callable时，要实现的是call()方法，而不是run()方法，并且call()方法是有一个返回值 的；
• 使用Callable的任务，只能通过Executor.submit()方法来执行，而不能像普通线程那样，通过Thread.start()来启动；
• Executor.submit()方法返回一个Future对象，通过Future对象的get()方法，可以拿到线程的返回值。如果线程还没有执行结束，那么get()方法会阻塞，一直到线程执行结束。在调用get()方法前，也可以通过isDone方法先判断线程是否已经执行结束。

5、线程的基础知识
　　Deamon(后台线程)
　　后台线程往往是在运行在后台，给程序提供某些服务的线程，它本身不算是程序的组成部分。所以，当虚拟机中只剩下后台线程时，程序也就自动结束了；但只要还有任何非后台线程在运行着，程序就不会结束。看下面的例子：

public class DaemonThreadDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread t = new Thread() {
            @Override
            public void run()
            {
                try
                {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    System.out.println("Can u see this?");
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                finally
                {
                    System.out.println("Can reach here?");
                }
            }
        };
        
        t.setDaemon(true);
        t.start();
    }
}

　　上面的程序不会有任何的输出，甚至连finally里面的内容也没有执行，因为线程t被设置成了后台线程，在它睡眠的1秒种时间里，main(非后台)线程已经结束了，这时虚拟机中只剩下后台进程，这样程序也自动结束了，因而看不到线程t的输出。

　　sleep & yield
　　sleep()方法让线程睡眠一段时间，时间过后，线程才会去争取cpu时间片。
　　Java1.5提供了一个新的TimeUnit枚举，让sleep的可读性更好。
　　yield()方法让线程主动让出cpu，让cpu重新调度以决定哪个线程可以使用cpu。


　　优先级
　　优先级，故名思意，决定了一个线程的重要程度。优先级高的线程并不一定总比优先级低的进程先得到处理，而只是机会高一些。
　　虽然java提供了10个优先级级别，但是由于各个平台对进程、线程优先级的定义各不相同，在程序中最好只用三个优先级别MAX_PRIORITY，NORM_PRIORITY，and MIN_PRIORITY。

　　join
　　如果一个线程访问了另一个线程的join()方法，那当前线程就会处于等待状态，直到另一个线程结束。例如：

class Sleeper extends Thread
{
    public Sleeper()
    {
        start();
    }

    public void run()
    {
        try
        {
            sleep(2000);
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("sleeper has awakened");
    }
}

class Joiner extends Thread
{
    private Sleeper sleeper;

    public Joiner(Sleeper sleeper)
    {
        this.sleeper = sleeper;
        start();
    }

    public void run()
    {
        try
        {
            sleeper.join();
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            System.out.println("Interrupted");
        }
        
        System.out.println("joiner completed");
    }
}

public class Joining
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Sleeper sleeper = new Sleeper();
        Joiner joiner = new Joiner(sleeper);
    }
}

　　结果输出

sleeper has awakened
joiner completed

　　从输出可以看出，joiner在调用了sleeper.join方法后，就会一直等待，直到sleeper执行完了再继续执行。

6、线程的异常处理
　　通常情况下，我们会在run()方法里面进行异常处理。但是如果某些时候，需要在run()方法外面处理异常，该怎么办呢？先看下面的例子：

public class ExceptionThread implements Runnable
{
    public void run()
    {
        throw new RuntimeException();
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        try
        {
            Thread t = new Thread(new ExceptionThread());
            t.start();
        }
        catch(RuntimeException e)
        {
            System.out.println("caught");
        }
    }
}

　　上面的程序并没有像预期那样输出caught，而是直接把异常抛给了控制台。那怎么样才能在run()方法外面处理异常呢？Java1.5提供了一个接口Thread.UncaughtExceptionHandler，只需要实现uncaughtException(Thread t, Throwable e)方法就可以达到我们的目的了，看下面的例子：

public class ExceptionThread implements Runnable
{
    public void run()
    {
        throw new RuntimeException();
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        Thread t = new Thread(new ExceptionThread());
        t.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new MyHandler());
        t.start();
    }
}

class MyHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler
{
    @Override
    public void uncaughtException(Thread arg0, Throwable arg1)
    {
        System.out.println("caught");
    }
}

　　通过实现一个Thread.UncaughtExceptionHandler对象，就可以达到我们的目的了。