多线程的概念、多线程的实现、线程的生命周期及状态

1.程序与进程

程序：一段静态的代码。

进程：程序的一次动态执行过程，它对应从代码加载、执行到执行完毕的一个完整过程。

进程也称任务，支持多个进程同时执行的OS就被称为多进程OS或多任务OS。

进程与线程

在一个程序内部也可以实现多个任务并发执行，其中每个任务称为线程。

线程是比进程更小的执行单位，它是在一个进程中独立的控制流，即程序内部的控制流。

特点：线程不能独立运行，必须依赖于进程，在进程中运行。

每个程序至少有一个线程称为主线程。

单线程：只有一条线程的进程称为单线程

多线程：有不止一个线程的进程称为多线程

开启多线程的优点和缺点

提高界面程序响应速度。通过使用线程，可以将需要大量时间完成的流程在后台启动单独的线程完成，提高前台界面的相应速度。

充分利用系统资源，提高效率。通过在一个程序内部同时执行多个流程，可以充分利用CPU等系统资源，从而最大限度的发挥硬件的性能。

当程序中的线程数量比较多时，系统将花费大量的时间进行线程的切换，这反而会降低程序的执行效率。但是，相对于优势来说，劣势还是很有限的，所以现在的项目开发中，多线程编程技术得到了广泛的应用

2.多线程实现

在实现线程编程时，首先需要让一个类具备多线程的能力，继承Thread类或实现Runnable接口的类具备多线程的能力，然后创建线程对象，调用对应的启动线程方法即可实现线程编程。

在一个程序中可以实现多个线程，多线程编程指在同一个程序中启动了两个或两个以上的线程。

在实际实现线程时，Java语言提供了三种实现方式：

继承Thread类

实现Runnable接口

使用Timer和TimerTask组合

线程的特性：随机性，系统在执行多线程程序时只保证线程是交替执行的，至于哪个线程先执行哪个线程后执行，则无法获得保证，需要书写专门的代码才可以保证执行的顺序。

对于同一个线程类，也可以启动多个线程。

同一个线程不能启动两次

当自定义线程中的run方法执行完成以后，则自定义线程自然死亡。而对于系统线程来说，只有当main方法执行结束，而且启动的其它线程都结束以后，才会结束。当系统线程执行结束以后，程序的执行才真正结束。

实现Runable接口

多线程对象实现java.lang.Runnable接口并且在该类中重写Runnable接口的run方法。

好处：实现Runable接口的方法避免了单继承的局限性。

3.线程的生命周期

线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程，这就是所谓的生命周期。一个线程在它的生命周期内有5种状态：

新建（new Thread）

当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。

就绪（runnable）

线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。

运行（running）

线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

死亡（dead）

当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止：正常运行run()方法后终止

异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行

堵塞（blocked）

由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）

被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）

4.例题：

（一）/*

* ClockFrame.java

*

* Created on __DATE__, __TIME__

*/

package com.hbsi.thread;

import java.util.Date;

/**

*

* @author __USER__

*/

public class ClockFrame extends javax.swing.JFrame implements Runnable {

/** Creates new form ClockFrame */

public ClockFrame() {

initComponents();

}

/** This method is called from within the constructor to

* initialize the form.

* WARNING: Do NOT modify this code. The content of this method is

* always regenerated by the Form Editor.

*/

//GEN-BEGIN:initComponents

// <editor-fold defaultstate="collapsed" desc="Generated Code">

private void initComponents() {

display = new javax.swing.JLabel();

setDefaultCloseOperation(javax.swing.WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);

display.setFont(new java.awt.Font("宋体", 1, 24));

display.setText("\u73b0\u5728\u7684\u65f6\u95f4\u662f\uff1a");

javax.swing.GroupLayout layout = new javax.swing.GroupLayout(

getContentPane());

getContentPane().setLayout(layout);

layout.setHorizontalGroup(layout.createParallelGroup(

javax.swing.GroupLayout.Alignment.LEADING).addGroup(

layout.createSequentialGroup().addGap(32, 32, 32).addComponent(

display, javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE, 412,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.addContainerGap(23, Short.MAX_VALUE)));

layout.setVerticalGroup(layout.createParallelGroup(

javax.swing.GroupLayout.Alignment.LEADING).addGroup(

layout.createSequentialGroup().addGap(27, 27, 27).addComponent(

display, javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE, 68,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.addContainerGap(37, Short.MAX_VALUE)));

pack();

}// </editor-fold>

//GEN-END:initComponents

/**

* @param args the command line arguments

*/

public static void main(String args[]) {

ClockFrame cf = new ClockFrame();

Thread t = new Thread(cf);

//cf.setSize(100, 50);

cf.setVisible(true);

t.start();

}

//GEN-BEGIN:variables

// Variables declaration - do not modify

private javax.swing.JLabel display;

// End of variables declaration//GEN-END:variables

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

while (true) {

Date d = new Date();

display.setText(d.toString());

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

}

}

（二）package com.hbsi.thread;

public class DemoThread1 extends Thread{

/**

* @param args

* @throws InterruptedException

*/

public DemoThread1(String str){

super(str);

}

public static void main(String[] args){

// TODO Auto-generated method stub

DemoThread1 dt=new DemoThread1("线程1");//线程新建状态

DemoThread1 dt2=new DemoThread1("线程2");

dt.start();//start()--启动线程---线程就绪状态 dt在就绪队列中等待

dt2.start();

for(int i=0;i<10;i++){

System.out.println("main:"+i);

try {

Thread.sleep(50);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

System.out.println("main结束");

}

//线程完成什么样的任务，完成任务代码放在run()方法

public void run(){

for(int i=0;i<10;i++){

System.out.println(this.getName()+":"+i);

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

System.out.println(this.getName()+"结束");

}

}

（三）package com.hbsi.thread;

public class DemoThread2 implements Runnable{

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

for(int i=0;i<10;i++){

System.out.println("线程"+":"+i);

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

System.out.println("线程结束");

}

}

（四）package com.hbsi.thread;

public class TestDemoThread2 {

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

//创建线程对象

DemoThread2 dt=new DemoThread2();

Thread tt=new Thread(dt);

//启动线程

tt.start();

for(int i=0;i<10;i++){

System.out.println("main:"+i);

try {

Thread.sleep(50);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

System.out.println("main结束");

}

}