【Java】多线程Thread类

1. 进程与线程

进程与线程的基本认识

进程（Process）：进程是程序的一次动态执行过程，它经历了从代码加载、执行、到执行完毕的一个完整过程；同时也是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，竞争计算机系统资源的基本单位。

线程（Thread）：线程可以理解为进程中的执行的一段程序片段，是进程的一个执行单元，是进程内可调度实体，是比进程更小的独立运行的基本单位，线程也被称为轻量级进程。

即使多进程可以提高硬件资源的利用率，但是进程的启动和销毁需要消耗大量的系统性能，从而导致程序的执行性能下降。所以为了进一步提升并发操作的处理能力，在进程的基础上又划分了多线程概念。

2. 多线程实现

Thread类实现多线程

Thread类的方法

1.通过继承Thread类，并重写父类的run()方法实现
public void run(){ }

定义线程类：


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();//创建一个线程//t.run();while(true){System.out.println("hello main");Thread.sleep(1000);}//两个循环在同时进行}
}

Runnable接口实现多线程

使用Thread类的确可以实现多线程，但是也容易发现它的缺陷：面向对象的单继承局限，因此才采用Runnable接口来实现多线程。

该接口的定义如下(以下并不需要在代码中实现)：


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)后边两种方法，我们可以给线程对象命名。

默认情况下，线程对象名字是Thread-N，N是从0开始增加。

3.Thread常见方法

start()

start() 启动一个线程。

start()方法可以开启一个线程，线程创建好后是不会开始执行的，要使用start来开启。

只有当start()，操作系统内核才会创建一个真真正正的线程PCB，然后去调用run()方法，此时操作系统层面才会真的创建一个线程。

sleep()

使用sleep时会有一个中断异常(非受查异常)，需要我们手动抛出

join()

join(): 等待一个线程；

join(t)表示等待一个线程t毫秒。
因为我们线程是随即调度的过程，线程的执行顺便我们无法把控，但在一些场景下我们需要有明确的线程程序顺序，等待线程，就是可以控制两个线程的结束顺序。

比如在main方法中有两个线程t1、t2，在主线程中有t1.join() ，那么主线程就要阻塞等待t1线程执行完了才能在执行。如果在t1线程中有t2.join()，那么t1线程就要阻塞等待t2线程执行完了才能执行任务。

如果去掉join()方法后，主线程与Thread线程抢占式执行！


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("线程结束");});t.start();t.join(3000);//等待线程t执行完毕System.out.println("main 线程结束");}
}

中断线程

线程中断: 我们这里的中断，并不是线程立即就结束了，而是通知该线程，你应该结束了，但实际是否结束，取决于线程里具体的代码

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 变量的作用是作为线程执行的控制开关，用于安全地终止 t1 线程的循环执行。

flag 变量是主线程与 t1 线程之间的一个通信媒介，通过修改它的值，主线程可以安全地通知 t1 线程“该停止工作了”，避免了线程的无限循环。如果没有 flag，t1 线程的 while(true) 循环将无法终止，导致线程永久运行

即使 t1 线程因 sleep 进入阻塞状态，只要 sleep 时间结束，线程恢复运行后会立即检查 flag，从而响应终止信号。

4.Thread类的常见属性

getId()：

ID是线程的唯一标识，不同的线程不重复

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:

名称是我们构造方法设置的名称，如果没有设置，那就是默认名。

public class getNametest {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread();System.out.println(t.getName());//因为我们没有命名，所以使用的是默认名。}
}

getState():

状态：

getState()方法可以获取当前Thread对象的状态，这是Java层面定义的线程状态，要注意和PCB上的区分。

线程有6种状态：NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED。

NEW表示创建好了一个Java线程对象，安排好了任务，只是还没有启动，没有调用start方法之前是不会创建PCB的，和PCB没有关系。

RUNNABLE是运行状态或就绪状态，在操作系统层面已经有了对应的PCB。

BLOCKED是阻塞状态的一种，在等待锁

WAITING表示一直没有时间限制的等待，一直等直到被唤醒。

TIMED_WAITING指定了等待时间的阻塞状态，过时就继续执行任务。

TERMINATED是执行结束，PCB已经销毁，Java层面的线程对象还在。

查看Thread对象的所有状态：

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

getPriority:

可以获取当前线程的优先级，但没有太大的用，实际还得取决于操作系统内核的具体调度。

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

isDaemon():

是否为守护线程(也叫后台线程), 简单的理解一下，我们手动创建的线程都是前台线程，JVM自带的线程都是后台线程，我们也可以通过setDaemon()方法将前台线程设置为后台线程。

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

isAlive():

线程的run方法是否执行结束。

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

第一种解释：

发送信号：通知线程“需要中断当前操作”，而非强制杀死线程。
打破阻塞：中断 sleep/wait 等阻塞方法，让线程从阻塞中唤醒并处理中断。
协作终止：线程通过检查中断状态（isInterrupted()）或处理 InterruptedException，决定是否结束，体现“谁运行谁控制”的设计原则

在 Demo3 中，正是由于 t1 线程内部通过 while (!isInterrupted()) 主动响应中断信号，主线程的 t1.interrupt() 才能安全、优雅地终止线程。

 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();}