【Java_多线程并发编程】基础篇—线程状态及实现多线程的两种方式

1.Java多线程的概念

同一时间段内，位于同一处理器上多个已开启但未执行完毕的线程叫做多线程。他们通过轮寻获得CPU处理时间，从而在宏观上构成一种同时在执行的假象，实质上在任意时刻只有一个线程获得CPU资源执行，这种方式叫做并发。

线程状态图

说明：
线程共包括以下5种状态。
1. 新建状态(New)         : 线程对象被创建后，就进入了新建状态。例如，Thread thread = new Thread()。
2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后，其它线程调用了该对象的start()方法，从而来启动该线程。例如，thread.start()。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行。
3. 运行状态(Running) : 线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。
4. 阻塞状态(Blocked)  : 阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。线程阻塞的情况分三种：
    (01) 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成。
    (02) 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
    (03) 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
5. 死亡状态(Dead)    : 线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

这5种状态涉及到的内容包括Object类, Thread和synchronized关键字。这些内容我们会在后面的章节中逐个进行学习。
Object类，定义了wait(), notify(), notifyAll()等休眠/唤醒函数。
Thread类，定义了一些列的线程操作函数。例如，sleep()休眠函数, interrupt()中断函数, getName()获取线程名称等。
synchronized，是关键字；它区分为synchronized代码块和synchronized方法。synchronized的作用是让线程获取对象的同步锁。
在后面详细介绍wait(),notify()等方法时，我们会分析为什么“wait(), notify()等方法要定义在Object类，而不是Thread类中”。

2. 实现多线程的两种常用方式

第一种方式：直接以继承了Thread的子类new出一个线程对象。

第二种方式：以实现了Runnable接口的对象作为Thread构造方法的实参，由Thread类new出一个线程对象。

之所以说是常用的，是因为通过还可以通过java.util.concurrent包中的线程池来实现多线程。关于线程池的内容，我们以后会详细介绍。

2.1 Thread和Runnable简介

Runnable 是一个接口，该接口中只包含了一个run()方法。它的定义如下：

public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

Runnable的作用，实现多线程。我们可以定义一个类A实现Runnable接口；然后，通过new Thread(new A())等方式新建线程。

Thread 是一个类。Thread本身就实现了Runnable接口。它的声明如下：

public class Thread implements Runnable {}

Thread的作用，实现多线程。

Thread和Runnable的异同点:
         Thread 和 Runnable 的相同点：都是“多线程的实现方式”。
         Thread 和 Runnable 的不同点：Thread 是类，而Runnable是接口；Thread本身是实现了Runnable接口的类。我们知道“一个类只能有一个父类，但是却能实现多个接口”，因此Runnable具有更好的扩展性。
此外，Runnable还可以用于“资源的共享”。即，多个线程都是基于某一个Runnable对象建立的，它们会共享Runnable对象上的资源。
通常，建议通过“Runnable”实现多线程！

2.2 Thread实现多线程示例

// ThreadTest.java 源码
class MyThread extends Thread{
    private int ticket=10;
    public void run(){
        for(int i=0;i<20;i++){
            if(this.ticket>0){
                System.out.println(this.getName()+" 卖票：ticket"+this.ticket--);
            }
        }
    }
};

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 启动3个线程t1,t2,t3；每个线程各卖10张票！
        MyThread t1=new MyThread();
        MyThread t2=new MyThread();
        MyThread t3=new MyThread();
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

运行结果：

Thread-0 卖票：ticket10
Thread-1 卖票：ticket10
Thread-2 卖票：ticket10
Thread-1 卖票：ticket9
Thread-0 卖票：ticket9
Thread-1 卖票：ticket8
Thread-2 卖票：ticket9
Thread-1 卖票：ticket7
Thread-0 卖票：ticket8
Thread-1 卖票：ticket6
Thread-2 卖票：ticket8
Thread-1 卖票：ticket5
Thread-0 卖票：ticket7
Thread-1 卖票：ticket4
Thread-2 卖票：ticket7
Thread-1 卖票：ticket3
Thread-0 卖票：ticket6
Thread-1 卖票：ticket2
Thread-2 卖票：ticket6
Thread-2 卖票：ticket5
Thread-2 卖票：ticket4
Thread-1 卖票：ticket1
Thread-0 卖票：ticket5
Thread-2 卖票：ticket3
Thread-0 卖票：ticket4
Thread-2 卖票：ticket2
Thread-0 卖票：ticket3
Thread-2 卖票：ticket1
Thread-0 卖票：ticket2
Thread-0 卖票：ticket1

结果说明：
(01) MyThread继承于Thread，它是自定义个线程。每个MyThread都会卖出10张票。
(02) 主线程main创建并启动3个MyThread子线程。每个子线程都各自卖出了10张票。

2.3 Runnable接口实现多线程的示例

// RunnableTest.java 源码
class MyThread implements Runnable{
    private int ticket=10;
    public void run(){
        for(int i=0;i<20;i++){
            if(this.ticket>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 卖票：ticket"+this.ticket--);
            }
        }
    }
}; 

public class RunnableTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt=new MyThread();

        // 启动3个线程t1,t2,t3(它们共用一个Runnable对象)，这3个线程一共卖10张票！
        Thread t1=new Thread(mt);
        Thread t2=new Thread(mt);
        Thread t3=new Thread(mt);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

运行结果：

Thread-0 卖票：ticket10
Thread-2 卖票：ticket8
Thread-1 卖票：ticket9
Thread-2 卖票：ticket6
Thread-0 卖票：ticket7
Thread-2 卖票：ticket4
Thread-1 卖票：ticket5
Thread-2 卖票：ticket2
Thread-0 卖票：ticket3
Thread-1 卖票：ticket1

结果说明：
(01) 由于t1、t2、t3这三个线程都是由Thread类以mt对象作为参数new出来的，所以他们共享对象mt，因此三个线程一共卖出了10张票。