在論壇上面常常看到初學者對線程的無可奈何，所以總結(jié)出了下面一篇文章，希望對一些正在學習使用java線程的初學者有所幫助。
首先要理解線程首先需要了解一些基本的東西，我們現(xiàn)在所使用的大多數(shù)操作系統(tǒng)都屬于多任務(wù)，分時操作系統(tǒng)。正是由于這種操作系統(tǒng)的出現(xiàn)才有了多線程這個概念。我們使用的windows,linux就屬于此列。什么是分時操作系統(tǒng)呢，通俗一點與就是可以同一時間執(zhí)行多個程序的操作系統(tǒng)，在自己的電腦上面，你是不是一邊聽歌，一邊聊天還一邊看網(wǎng)頁呢？但實際上，并不上cpu在同時執(zhí)行這些程序，cpu只是將時間切割為時間片，然后將時間片分配給這些程序，獲得時間片的程序開始執(zhí)行，不等執(zhí)行完畢，下個程序又獲得時間片開始執(zhí)行，這樣多個程序輪流執(zhí)行一段時間，由于現(xiàn)在cpu的高速計算能力，給人的感覺就像是多個程序在同時執(zhí)行一樣。
一般可以在同一時間內(nèi)執(zhí)行多個程序的操作系統(tǒng)都有進程的概念.一個進程就是一個執(zhí)行中的程序,而每一個進程都有自己獨立的一塊內(nèi)存空間,一組系統(tǒng)資源.在進程概念中,每一個進程的內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都是完全獨立的.因此可以想像創(chuàng)建并執(zhí)行一個進程的系統(tǒng)開像是比較大的，所以線程出現(xiàn)了。在java中，程序通過流控制來執(zhí)行程序流,程序中單個順序的流控制稱為線程,多線程則指的是在單個程序中可以同時運行多個不同的線程,執(zhí)行不同的任務(wù).多線程意味著一個程序的多行語句可以看上去幾乎在同一時間內(nèi)同時運行.（你可以將前面一句話的程序換成進程，進程是程序的一次執(zhí)行過程,是系統(tǒng)運行程序的基本單位）
線程與進程相似,是一段完成某個特定功能的代碼,是程序中單個順序的流控制;但與進程不同的是,同類的多個線程是共享一塊內(nèi)存空間和一組系統(tǒng)資源,而線程本身的數(shù)據(jù)通常只有微處理器的寄存器數(shù)據(jù),以及一個供程序執(zhí)行時使用的堆棧.所以系統(tǒng)在產(chǎn)生一個線程,或者在各個線程之間切換時,負擔要比進程小的多,正因如此,線程也被稱為輕負荷進程(light-weight process).一個進程中可以包含多個線程.
多任務(wù)是指在一個系統(tǒng)中可以同時運行多個程序,即有多個獨立運行的任務(wù),每個任務(wù)對應(yīng)一個進程，同進程一樣,一個線程也有從創(chuàng)建,運行到消亡的過程,稱為線程的生命周期.用線程的狀態(tài)(state)表明線程處在生命周期的哪個階段.線程有創(chuàng)建,可運行,運行中,阻塞,死亡五中狀態(tài).通過線程的控制與調(diào)度可使線程在這幾種狀態(tài)間轉(zhuǎn)化每個程序至少自動擁有一個線程,稱為主線程.當程序加載到內(nèi)存時,啟動主線程.
[線程的運行機制以及調(diào)度模型]
java中多線程就是一個類或一個程序執(zhí)行或管理多個線程執(zhí)行任務(wù)的能力，每個線程可以獨立于其他線程而獨立運行，當然也可以和其他線程協(xié)同運行，一個類控制著它的所有線程，可以決定哪個線程得到優(yōu)先級，哪個線程可以訪問其他類的資源，哪個線程開始執(zhí)行，哪個保持休眠狀態(tài)。
下面是線程的機制圖：
線程的狀態(tài)表示線程正在進行的活動以及在此時間段內(nèi)所能完成的任務(wù).線程有創(chuàng)建,可運行,運行中,阻塞,死亡五中狀態(tài).一個具有生命的線程,總是處于這五種狀態(tài)之一：
1.創(chuàng)建狀態(tài)
使用new運算符創(chuàng)建一個線程后,該線程僅僅是一個空對象,系統(tǒng)沒有分配資源,稱該線程處于創(chuàng)建狀態(tài)(new thread)
2.可運行狀態(tài)
使用start()方法啟動一個線程后,系統(tǒng)為該線程分配了除CPU外的所需資源,使該線程處于可運行狀態(tài)(Runnable)
3.運行中狀態(tài)
Java運行系統(tǒng)通過調(diào)度選中一個Runnable的線程,使其占有CPU并轉(zhuǎn)為運行中狀態(tài)(Running).此時,系統(tǒng)真正執(zhí)行線程的run()方法.
4.阻塞狀態(tài)
一個正在運行的線程因某種原因不能繼續(xù)運行時,進入阻塞狀態(tài)(Blocked)
5.死亡狀態(tài)
線程結(jié)束后是死亡狀態(tài)(Dead)
同一時刻如果有多個線程處于可運行狀態(tài),則他們需要排隊等待CPU資源.此時每個線程自動獲得一個線程的優(yōu)先級(priority),優(yōu)先級的高低反映線程的重要或緊急程度.可運行狀態(tài)的線程按優(yōu)先級排隊,線程調(diào)度依據(jù)優(yōu)先級基礎(chǔ)上的"先到先服務(wù)"原則.
線程調(diào)度管理器負責線程排隊和CPU在線程間的分配,并由線程調(diào)度算法進行調(diào)度.當線程調(diào)度管理器選種某個線程時,該線程獲得CPU資源而進入運行狀態(tài).
線程調(diào)度是先占式調(diào)度,即如果在當前線程執(zhí)行過程中一個更高優(yōu)先級的線程進入可運行狀態(tài),則這個線程立即被調(diào)度執(zhí)行.先占式調(diào)度分為:獨占式和分時方式.
獨占方式下,當前執(zhí)行線程將一直執(zhí)行下去,直 到執(zhí)行完畢或由于某種原因主動放棄CPU,或CPU被一個更高優(yōu)先級的線程搶占
分時方式下,當前運行線程獲得一個時間片,時間到時,即使沒有執(zhí)行完也要讓出CPU,進入可運行狀態(tài),等待下一個時間片的調(diào)度.系統(tǒng)選中其他可運行狀態(tài)的線程執(zhí)行
分時方式的系統(tǒng)使每個線程工作若干步,實現(xiàn)多線程同時運行
另外請注意下面的線程調(diào)度規(guī)則（如果有不理解，不急，往下看）：
①如果兩個或是兩個以上的線程都修改一個對象，那么把執(zhí)行修改的方法定義為被同步的（Synchronized）,如果對象更新影響到只讀方法，那么只度方法也應(yīng)該定義為同步的
②如果一個線程必須等待一個對象狀態(tài)發(fā)生變化，那么它應(yīng)該在對象內(nèi)部等待，而不是在外部等待，它可以調(diào)用一個被同步的方法，并讓這個方法調(diào)用wait()
③每當一個方法改變某個對象的狀態(tài)的時候，它應(yīng)該調(diào)用notifyAll()方法，這給等待隊列的線程提供機會來看一看執(zhí)行環(huán)境是否已發(fā)生改變
④記住wait(),notify(),notifyAll()方法屬于Object類，而不是Thread類，仔細檢查看是否每次執(zhí)行wait()方法都有相應(yīng)的notify()或notifyAll()方法，且它們作用與相同的對象 在java中每個類都有一個主線程，要執(zhí)行一個程序，那么這個類當中一定要有main方法，這個man方法也就是java class中的主線程。你可以自己創(chuàng)建線程，有兩種方法，一是繼承Thread類，或是實現(xiàn)Runnable接口。一般情況下，最好避免繼承，因為java中是單根繼承，如果你選用繼承，那么你的類就失去了彈性，當然也不能全然否定繼承Thread,該方法編寫簡單,可以直接操作線程,適用于單重繼承情況。至于選用那一種，具體情況具體分析。
eg.繼承Thread
public class MyThread_1 extends Thread
{
public void run()
{
//some code
}
}
eg.實現(xiàn)Runnable接口
public class MyThread_2 implements Runnable
{
public void run()
{
//some code
}
}
當使用繼承創(chuàng)建線程，這樣啟動線程：
new MyThread_1().start()
當使用實現(xiàn)接口創(chuàng)建線程，這樣啟動線程：
new Thread(new MyThread_2()).start()
注意，其實是創(chuàng)建一個線程實例，并以實現(xiàn)了Runnable接口的類為參數(shù)傳入這個實例，當執(zhí)行這個線程的時候，MyThread_2中run里面的代碼將被執(zhí)行。
下面是完成的例子：
public class MyThread implements Runnable
{
public void run()
{
System.out.println("My Name is "+Thread.currentThread().getName());
}
public static void main(String[] args)
{
new Thread(new MyThread()).start();
}
}
執(zhí)行后將打印出：
My Name is Thread-0
你也可以創(chuàng)建多個線程，像下面這樣
new Thread(new MyThread()).start();
new Thread(new MyThread()).start();
new Thread(new MyThread()).start();
那么會打印出：
My Name is Thread-0
My Name is Thread-1
My Name is Thread-2
看了上面的結(jié)果，你可能會認為線程的執(zhí)行順序是依次執(zhí)行的，但是那只是一般情況，千萬不要用以為是線程的執(zhí)行機制；影響線程執(zhí)行順序的因素有幾點：首先看看前面提到的優(yōu)先級別
public class MyThread implements Runnable
{
public void run()
{
System.out.println("My Name is "+Thread.currentThread().getName());
}
public static void main(String[] args)
{
Thread t1=new Thread(new MyThread());
Thread t2=new Thread(new MyThread());
Thread t3=new Thread(new MyThread());
t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//賦予最高優(yōu)先級
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
再看看結(jié)果：
My Name is Thread-1
My Name is Thread-0
My Name is Thread-2
線程的優(yōu)先級分為10級，分別用1到10的整數(shù)代表，默認情況是5。上面的t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY)等價與t2.setPriority(10）
然后是線程程序本身的設(shè)計，比如使用sleep,yield,join，wait等方法（詳情請看JDKDocument)
public class MyThread implements Runnable
{
public void run()
{
try
{
int sleepTime=(int)(Math.random()*100);//產(chǎn)生隨機數(shù)字，
Thread.currentThread().sleep(sleepTime);//讓其休眠一定時間，時間又上面sleepTime決定
//public static void sleep(long millis)throw InterruptedException （API）
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 睡了 "+sleepTime);
}catch(InterruptedException ie)//由于線程在休眠可能被中斷，所以調(diào)用sleep方法的時候需要捕捉異常
{
ie.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args)
{
Thread t1=new Thread(new MyThread());
Thread t2=new Thread(new MyThread());
Thread t3=new Thread(new MyThread());
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
執(zhí)行后觀察其輸出：
Thread-0 睡了 11
Thread-2 睡了 48
Thread-1 睡了 69
上面的執(zhí)行結(jié)果是隨機的，再執(zhí)行很可能出現(xiàn)不同的結(jié)果。由于上面我在run中添加了休眠語句，當線程休眠的時候就會讓出cpu，cpu將會選擇執(zhí)行處于runnable狀態(tài)中的其他線程，當然也可能出現(xiàn)這種情況，休眠的Thread立即進入了runnable狀態(tài)，cpu再次執(zhí)行它。
[線程組概念]
線程是可以被組織的，java中存在線程組的概念，每個線程都是一個線程組的成員,線程組把多個線程集成為一個對象,通過線程組可以同時對其中的多個線程進行操作,如啟動一個線程組的所有線程等.Java的線程組由java.lang包中的Thread——Group類實現(xiàn).
ThreadGroup類用來管理一組線程,包括:線程的數(shù)目,線程間的關(guān)系,線程正在執(zhí)行的操作,以及線程將要啟動或終止時間等.線程組還可以包含線程組.在Java的應(yīng)用程序中,最高層的線程組是名位main的線程組,在main中還可以加入線程或線程組,在mian的子線程組中也可以加入線程和線程組,形成線程組和線程之間的樹狀繼承關(guān)系。像上面創(chuàng)建的線程都是屬于main這個線程組的。
借用上面的例子，main里面可以這樣寫：
public static void main(String[] args)
{
/***************************************
ThreadGroup(String name)
ThreadGroup(ThreadGroup parent, String name)
***********************************/
ThreadGroup group1=new ThreadGroup("group1");
ThreadGroup group2=new ThreadGroup(group1,"group2");
Thread t1=new Thread(group2,new MyThread());
Thread t2=new Thread(group2,new MyThread());
Thread t3=new Thread(group2,new MyThread());
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
線程組的嵌套，t1,t2,t3被加入group2,group2加入group1。
另外一個比較多就是關(guān)于線程同步方面的，試想這樣一種情況，你有一筆存款在銀行，你在一家銀行為你的賬戶存款，而你的妻子在另一家銀行從這個賬戶提款，現(xiàn)在你有1000塊在你的賬戶里面。你存入了1000，但是由于另一方也在對這筆存款進行操作，人家開始執(zhí)行的時候只看到賬戶里面原來的1000元，當你的妻子提款1000元后，你妻子所在的銀行就認為你的賬戶里面沒有錢了，而你所在的銀行卻認為你還有2000元。
看看下面的例子：
class BlankSaving //儲蓄賬戶
{
private static int money=10000;
public void add(int i)
{
money=money+i;
System.out.println("Husband 向銀行存入了 [￥"+i+"]");
}
public void get(int i)
{
money=money-i;
System.out.println("Wife 向銀行取走了 [￥"+i+"]");
if(money<0)
System.out.println("余額不足！");
}
public int showMoney()
{
return money;
}
}
class Operater implements Runnable
{
String name;
BlankSaving bs;
public Operater(BlankSaving b,String s)
{
name=s;
bs=b;
}
public static void oper(String name,BlankSaving bs)
{
if(name.equals("husband"))
{
try
{
for(int i=0;i<10;i++)
{
Thread.currentThread().sleep((int)(Math.random()*300));
bs.add(1000);
}
}catch(InterruptedException e){}
}else
{
try
{
for(int i=0;i<10;i++)
{
Thread.currentThread().sleep((int)(Math.random()*300));
bs.get(1000);
}
}catch(InterruptedException e){}
}
}
public void run()
{
oper(name,bs);
}
}
public class BankTest
{
public static void main(String[] args)throws InterruptedException
{
BlankSaving bs=new BlankSaving();
Operater o1=new Operater(bs,"husband");
Operater o2=new Operater(bs,"wife");
Thread t1=new Thread(o1);
Thread t2=new Thread(o2);
t1.start();
t2.start();
Thread.currentThread().sleep(500);
}
}
下面是其中一次的執(zhí)行結(jié)果：
---------first--------------
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
看到了嗎，這可不是正確的需求，在husband還沒有結(jié)束操作的時候，wife就插了進來，這樣很可能導致意外的結(jié)果。解決辦法很簡單，就是將對數(shù)據(jù)進行操作方法聲明為synchronized,當方法被該關(guān)鍵字聲明后，也就意味著，如果這個數(shù)據(jù)被加鎖，只有一個對象得到這個數(shù)據(jù)的鎖的時候該對象才能對這個數(shù)據(jù)進行操作。也就是當你存款的時候，這筆賬戶在其他地方是不能進行操作的，只有你存款完畢，銀行管理人員將賬戶解鎖，其他人才能對這個賬戶進行操作。
修改public static void oper(String name,BlankSaving bs)為public static void oper(String name,BlankSaving bs)，再看看結(jié)果:
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Husband 向銀行存入了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
Wife 向銀行取走了 [￥1000]
當丈夫完成操作后，妻子才開始執(zhí)行操作，這樣的話，對共享對象的操作就不會有問題了。
[wait and notify]
你可以利用這兩個方法很好的控制線程的執(zhí)行流程，當線程調(diào)用wait方法后，線程將被掛起，直到被另一線程喚醒（notify）或則是如果wait方法指定有時間得話，在沒有被喚醒的情況下，指定時間時間過后也將自動被喚醒。但是要注意一定，被喚醒并不是指馬上執(zhí)行，而是從組塞狀態(tài)變?yōu)榭蛇\行狀態(tài)，其是否運行還要看cpu的調(diào)度。
事例代碼：
class MyThread_1 extends Thread
{
Object lock;
public MyThread_1(Object o)
{
lock=o;
}
public void run()
{
try
{
synchronized(lock)
{
System.out.println("Enter Thread_1 and wait");
lock.wait();
System.out.println("be notified");
}
}catch(InterruptedException e){}
}
}
class MyThread_2 extends Thread
{
Object lock;
public MyThread_2(Object o)
{
lock=o;
}
public void run()
{
synchronized(lock)
{
System.out.println("Enter Thread_2 and notify");
lock.notify();
}
}
}
public class MyThread
{
public static void main(String[] args)
{
int[] in=new int[0];//notice
MyThread_1 t1=new MyThread_1(in);
MyThread_2 t2=new MyThread_2(in);
t1.start();
t2.start();
}
}
執(zhí)行結(jié)果如下：
Enter Thread_1 and wait
Enter Thread_2 and notify
Thread_1 be notified
可能你注意到了在使用wait and notify方法得時候我使用了synchronized塊來包裝這兩個方法，這是由于調(diào)用這兩個方法的時候線程必須獲得鎖，也就是上面代碼中的lock[]，如果你不用synchronized包裝這兩個方法的得話，又或則鎖不一是同一把，比如在MyThread_2中synchronized(lock)改為synchronized(this),那么執(zhí)行這個程序的時候?qū)伋鰆ava.lang.IllegalMonitorStateException執(zhí)行期異常。另外wait and notify方法是Object中的，并不在Thread這個類中。最后你可能注意到了這點：int[] in=new int[0];為什么不是創(chuàng)建new Object而是一個0長度的數(shù)組，那是因為在java中創(chuàng)建一個0長度的數(shù)組來充當鎖更加高效。
Thread作為java中一重要組成部分，當然還有很多地方需要更深刻的認識，上面只是對Thread的一些常識和易錯問題做了一個簡要的總結(jié)，若要真正的掌握java的線程，還需要自己多做總結(jié)