Java 多线程
在Java中，线程类Thread创建方式有两种：一是继承Thread类，重写run方法；二是，实现Runnable接口。大多数情况下，推荐使用第二种方式，实现runnable接口，这样可以很好的将任务与执行单元分离，更加突出面向对象的思想。
在JDK1.5之前，线程间互斥主依靠内置锁（监视器），而线程间通信则采用Object实例的wait，notify等方法。在JDK1.5之后，增加了很多线程新技术，如线程池、锁、信号量、条件、栅栏、阻塞队列、同步容器等。
1、 传统线程技术
1.1、 线程互斥
在Java中，提供了内置锁（监视器）的概念。每一个对象可以看作是与一把锁关联，在进入临界区前需要获取与对象所关联的锁，在离开临界区释放对象关联的锁。
Java提供了synchronized关键字来方便的获取和释放对象所关联的锁。在Java中synchronized关键字可以修饰方法或代码块，被synchronized关键字修饰的方法或代码块会在进入作用域前获取相应的锁，在离开作用域后释放相应的锁，如下
public
class Ticket
{
private
int tickets=10;
public
void sale()
{
synchronized (this)
{
if (tickets>0)
{
tickets--;
}
}
}
}
通过上面的代码，我们知道使用synchronized代码块需要显示指定那个对象的关联锁。synchronized关键字既可以修饰实例方法，也可以修饰类方法，那么synchronized修饰实例方法获取的是那个对象的关联锁，而修饰类方法又获取的是那个对象的关联锁，如下
public
class Factory
{
private
static int count=10;
public
synchronized void consume()
{
if (count>0)
{
count--;
}
}
public
synchronized static
void show()
{
System.out.println("count="+count);
}
}
synchronized修饰实例方法时，获取的是该实例所关联的锁（对象锁）；而修饰类方法其实获得是该类对应的Class对象的锁（类锁）。由于对象锁和类锁并不是一把锁，所以默认采用synchronized来修饰实例方法和类方法，这些方法是达不到互斥作用的，上面的互斥代码是有问题的。若想实例方法和类方法达到互斥效果，需要采用synchronized代码块，显示指定获取那个对象的关联锁（如同一把类锁，或同一个对象的关联锁），如下
public
class Factory
{
private
static int count=10;
private
static final Object lock=new Object();
public
void consume()
{
synchronized (lock)
{
if (count>0)
{
count--;
}
}
}
public
static void show()
{
synchronized (lock)
{
System.out.println("count="+count);
}
}
}
1.2、 线程通信
synchronized关键字可以使线程间互斥，而线程间的通信需要使用Object实例的wait、notify等方法，但前提是不同的线程必须获取同一个实例的监视器，也就是说wait，notify方法必须在互斥块内使用，而且不同的线程所要获取的监视器是同一个监视器。
wait方法可以使一个线程等待，并释放该线程获得的监视器，直到被另一个持有同一个监视器的线程所唤醒；当条件满足时，需要在其他线程中使用notify或notifyAll方法来唤醒等待的线程，被唤醒的线程可以重新获取监视器对象。
在上面我们强调了不同线程间通信的前提是，这些线程所持有或申请持有的是同一个监视器。为了便于不同线程间可以获取同一个监视器，也为了任务和执行单元分离，在涉及多线程的编程时往往将要执行的一组任务封装到一个类中，如下（子线程先打印10句话，主线程接着打印100句；子线程再打印10句，主线程也接着打印100句；如此顺序子线程、主线程个执行50次）：
public
class Service
{
private
boolean isSubRunable=true;
public
void sub() throwsInterruptedException
{
synchronized (this)
{
while (!isSubRunable)
{
this.wait();
}
for (int
i = 0; i < 10;
i++)
{
System.out.println("sub loopof "+i);
}
isSubRunable=false;
this.notifyAll();
}
}
public
void main() throwsInterruptedException
{
synchronized (this)
{
while(isSubRunable)
{
this.wait();
}
for (int
i = 0; i < 100;
i++)
{
System.out.println("main loopof "+i);
}
isSubRunable=true;
this.notifyAll();
}
}
public
static void main(String[]
args) throws InterruptedException
{
final Service
service=new Service();
new Thread(new Runnable()
{
@Override
public
void run()
{
for (int
i = 0; i <50;
i++)
{
try
{
service.sub();
}
catch (InterruptedException
e)
{
}
}
}
}).start();
for (int
i = 0; i < 50;
i++)
{
service.main();
}
}
}
注意:
l wait方法，使线程等待时可以释放获得的监视器；
l sleep方法，也可以使线程等待一段时间后再执行，但是在等待期间并不会释放锁获得的监视器；
l join:一直等待该线程执行完毕才去执行其他线程，也即调用join方法的线程获得CPU控制权，直到该线程执行完毕；在实际应用中，可以使一个线程等待另一个线程执行完毕，才开始执行；
l yield：该方法指明该线程主要的任务已执行完毕，可以让出当次CPU控制权（让出CPU控制权后立即变为就绪态，参与下次CPU控制权的竞争），使其他同优先级的线程获得执行机会；注意yield并不会释放锁。
1.3、 假唤醒
当某些条件不满足时，我们需要使线程等待，直到这些条件得到满足。在进行条件判断时，为什么要使用循环语句，而不是if语句呢？
由于一些中断或唤醒会提前发生，所以在判断条件满足时需要采用循环语句，以防止提前唤醒。
1.4、 终止线程
在大多数情况下，我们不用显示终止线程，而是等待线程执行完毕。但是在与用户交互的应用中或出现一些其他突发状况，需要终止线程的执行，如用户点击了取消按钮，JVM马上要关闭等。
出现上述情况，该如何安全的终止线程，是立即终止，还是缓慢的终止（等待已提交的任务执行完毕，而不接受新的任务）？
一个线程是一条独立的执行路径，要终止线程的执行，正确的做法是线程自己内部终止本线程的运行。
1.4.1、interrupt
interrupt方法并不是中断一个线程的执行，而是将线程的中断标志设置为true，也即isInterrupted=true；相当于只是打了一个标记，告诉线程要中断了。但是，具体的中断操作是需要线程内部来实现的。
注意:调用interrupt方法将中断标志设置为true后，若调用该线程的sleep、wait、join等方法，将会清除中断标志位，并抛出InterruptedException。由于interrupt方法意味着将要中断线程，而sleep、wait、join等方法与interrupt方法是冲突的，并不能一起执行，所以会将中断标志清除，并抛出InterruptedException异常。
采用中断标志为来终止线程的执行，如下
public
static void main(String[]
args)
{
Thread thread=
new Thread(new Runnable()
{
@Override
public
void run()
{
Thread currentThread=Thread.currentThread();
while (!currentThread.isInterrupted())
{
System.out.println(currentThread.getName()+" is running....");
try
{
Thread.sleep(1000);
}
catch (InterruptedException
e)
{
//需要再次调用interrupt
currentThread.interrupt();
e.printStackTrace();
}
}
}
});
//开启线程
thread.start();
for (int
i = 0; i < 20;
i++)
{
System.out.println("main thread is run loop of "+i);
try
{
if (i==10)
{
thread.interrupt();
}
Thread.sleep(1000);
}
catch (InterruptedException
e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
1.4.2、标志位
在实际应用中，往往采用自定义标志位来终止线程的执行，如下
public
class Test
{
public
static void main(String[]
args)
{
Task task=new Task();
//开启线程
new Thread(task).start();
for (int
i = 0; i < 20;
i++)
{
System.out.println("main thread is run loop of "+i);
try
{
if (i==10)
{
task.setStoped(true);
}
Thread.sleep(1000);
}
catch (InterruptedException
e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Task
implements Runnable
{
privatevolatilebooleanisStoped=false;
@Override
public
void run()
{
while (!isStoped)
{
System.out.println("task isrunning.......");
try
{
Thread.sleep(1000);
}
catch (InterruptedException
e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
public
boolean isStoped()
{
return
isStoped;
}
public
void setStoped(boolean
isStoped)
{
this.isStoped =
isStoped;
}
}
1.5、 线程封闭
若一些数据只在一个线程内共享，并不会被其他线程访问，可以采用线程封闭技术，将这些数据封闭在具体的执行线程中。在Java中，线程封闭技术采用ThreadLocal技术来实现，我们可以将只在一个线程内共享的数据放入ThreadLocal中，这样在获取数据时只会获取与本线程关联的数据，而不会获取其他线程的数据，这样可以避免线程同步的性能开销，如下
public
class UserService
{
private ThreadLocal<Connection>
threadLocal=new ThreadLocal<UserService.Connection>(){
protected Connection initialValue()
{
return
new Connection();
};
};
public Connection getCurrentConnection()
{
return
threadLocal.get();
}
static
class Connection
{
}
}
1.6、 守护线程
在Java中线程分为用户线程和守护线程。只要有用户线程正在运行，JVM就不会退出；而守护线程是依附用户线程存在的，如负责垃圾收集的线程就是典型的守护线程，但所有用户线程执行完毕，负责垃圾收集的线程也没有存在的必要。
在Java中，默认开启的线程都为用户线程，若要使某个线程称为守护线程，可以在线程启动前，调用setDaemon方法。
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