java中用Runnable和Thread实现多线程，多线程间的同步和死锁。

java中实现多线程有两种方式，一种继承Thread类，一种是实现Runnable接口。

通过观察Thread类的源码就会发现，Thread类其实也继承了Runnable接口。

继承Thread实现多线程：

//MyThread类
class MyThread extends Thread{
private String name;
public MyThread(String name) {
super();
this.name = name;
}
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程开始："+this.name+",i="+i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("线程出错"+this.name);
}
}
}
}

//ThreadDemo类
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
MyThread mt1=new MyThread("线程a");
MyThread mt2=new MyThread("线程b");
mt1.run();
mt2.run();
}
}

此时实例化MyThread类，调用的是run()方法，此时执行的结果如下图：



此时结果很有规律，先第一个对象执行，然后第二个对象执行，并没有相互运行。在JDK的文档中可以发现，一旦调用start()方法，则会通过JVM找到run()方法。下面启动start()方法启动线程：

//ThreadDemo类
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
MyThread mt1=new MyThread("线程a");
MyThread mt2=new MyThread("线程b");
mt1.start();
mt2.start();
}
}

这样程序可以正常完成交互式运行。那么为啥非要使用start();方法启动多线程呢？

在JDK的安装路径下，src.zip是全部的java源程序，通过此代码找到Thread中的start()方法的定义，可以发现此方法中使用了private native void start0();其中native关键字表示可以调用操作系统的底层函数，那么这样的技术成为JNI技术（java Native Interface）。

Runnable接口：

在实际开发中一个多线程的操作很少使用Thread类，而是通过Runnable接口完成。

//MyThread类
class MyThread implements Runnable{
private String name;
public MyThread(String name) {
super();
this.name = name;
}
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程开始："+this.name+",i="+i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("线程出错"+this.name);
}
}
}

但是在使用Runnable定义的子类中没有start()方法，只有Thread类中才有。此时观察Thread类，有一个构造方法：public Thread(Runnable targer)此构造方法接受Runnable的子类实例，也就是说可以通过Thread类来启动Runnable实现的多线程。（start()可以协调系统的资源）：

//Demo类
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
MyThread mt1=new MyThread("线程a");
MyThread mt2=new MyThread("线程b");
new Thread(mt1).start();
new Thread(mt2).start();
}
}

两种实现方式的区别和联系：

在程序开发中只要是多线程肯定永远以实现Runnable接口为主，因为实现Runnable接口相比继承Thread类有如下好处：

1）：适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源

2）：可以避免java中的单继承的限制

3）：增加程序的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立。

卖票程序：

以卖票程序为例，通过Thread类完成：

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("卖票：ticket"+this.ticket--);
}
}
}
};

下面通过三个线程对象，同时卖票：

public class ThreadTicket {
public static void main(String[] args) {
MyThread mt1=new MyThread();
MyThread mt2=new MyThread();
MyThread mt3=new MyThread();
mt1.start();//每个线程都各卖了10张，共卖了30张票
mt2.start();//但实际只有10张票，每个线程都卖自己的票
mt3.start();//没有达到资源共享
}
}

如果用Runnable就可以实现资源共享，下面看例子：

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("卖票：ticket"+this.ticket--);
}
}
}
}
public class RunnableTicket {
public static void main(String[] args) {
MyThread mt=new MyThread();
new Thread(mt).start();//同一个mt，但是在Thread中就不可以，如果用同一
new Thread(mt).start();//个实例化对象mt，就会出现异常
new Thread(mt).start();
}
};

虽然现在程序中有三个线程，但是一共卖了10张票，也就是说使用Runnable实现多线程可以达到资源共享目的。

Runnable接口和Thread之间的联系：

public class Thread extends Object implements Runnable

发现Thread类也是Runnable接口的子类。

class hello implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());//Thread.currentTread().getName()获得当前线程的名字。
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he = new hello();
 new Thread(he,"A").start();
new Thread(he,"B").start();
new Thread(he).start();
}
}

【运行结果】：

A
A
A
B
B
B
Thread-0
Thread-0
Thread-0

说明如果我们没有指定名字的话，系统自动提供名字。

判断线程是否启动

class hello implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he = new hello();
Thread demo = new Thread(he);
System.out.println("线程启动之前---》" + demo.isAlive());
demo.start();
System.out.println("线程启动之后---》" + demo.isAlive());
}
}

【运行结果】

线程启动之前---》false
线程启动之后---》true
Thread-0
Thread-0
Thread-0

主线程也有可能在子线程结束之前结束。并且子线程不受影响，不会因为主线程的结束而结束。

强制执行线程：

/**
* @author Rollen-Holt 线程的强制执行
* */
class hello implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he = new hello();
Thread demo = new Thread(he,"线程");
demo.start();
for(int i=0;i<50;++i){
if(i>10){
try{
demo.join();  //强制执行demo
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("main 线程执行-->"+i);
}
}
}

【运行的结果】：

main 线程执行-->0
main 线程执行-->1
main 线程执行-->2
main 线程执行-->3
main 线程执行-->4
main 线程执行-->5
main 线程执行-->6
main 线程执行-->7
main 线程执行-->8
main 线程执行-->9
main 线程执行-->10
线程
线程
线程
main 线程执行-->11
main 线程执行-->12
main 线程执行-->13

．．．

线程休眠

/**
* @author Rollen-Holt 线程的休眠
* */
class hello implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i);
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he = new hello();
Thread demo = new Thread(he, "线程");
demo.start();
}
}

【运行结果】：（结果每隔2s输出一个）

线程0
线程1
线程2

线程中断

/**
* @author Rollen-Holt 线程的中断
* */
class hello implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("执行run方法");
try {
Thread.sleep(10000);
System.out.println("线程完成休眠");
} catch (Exception e) {
System.out.println("休眠被打断");
return;  //返回到程序的调用处
}
System.out.println("线程正常终止");
}

public static void main(String[] args) {
hello he = new hello();
Thread demo = new Thread(he, "线程");
demo.start();
try{
Thread.sleep(2000);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
demo.interrupt(); //2s后中断线程
}
}

【运行结果】：

执行run方法
休眠被打断

后台线程：

在java程序中，只要前台有一个线程在运行，整个java程序进程不会消失，所以此时可以设置一个后台线程，这样即使java进程消失了，此后台线程依然能够继续运行。

/**
* @author Rollen-Holt 后台线程
* */
class hello implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在运行");
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he = new hello();
Thread demo = new Thread(he, "线程");
demo.setDaemon(true);
demo.start();
}
}

虽然有一个死循环，但是程序还是可以执行完的。因为在死循环中的线程操作已经设置为后台运行了。

线程优先级：

/**
* @author Rollen-Holt 线程的优先级
* */
class hello implements Runnable {
public void run() {
for(int i=0;i<5;++i){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i);
}
}

public static void main(String[] args) {
Thread h1=new Thread(new hello(),"A");
Thread h2=new Thread(new hello(),"B");
Thread h3=new Thread(new hello(),"C");
h1.setPriority(8);
h2.setPriority(2);
h3.setPriority(6);
h1.start();
h2.start();
h3.start();

}
}

【运行结果】：

A运行0
A运行1
A运行2
A运行3
A运行4
B运行0
C运行0
C运行1
C运行2
C运行3
C运行4
B运行1
B运行2
B运行3
B运行4

但是不要误以为优先级越高就先执行。谁先执行还是取决于谁先去的CPU的资源。所以B运行了1次，C开始运行。运行完轮到B，另外，主线程的优先级是5。

线程的礼让：

在线程操作中，也可以使用yield（）方法，将一个线程的操作暂时交给其他线程执行。

/**
* @author Rollen-Holt 线程的优先级
* */
class hello implements Runnable {
public void run() {
for(int i=0;i<5;++i){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行"+i);
if(i==3){
System.out.println("线程的礼让");
Thread.currentThread().yield();
}
}
}

public static void main(String[] args) {
Thread h1=new Thread(new hello(),"A");
Thread h2=new Thread(new hello(),"B");
h1.start();
h2.start();

}
}

结果：
A运行0
A运行1
A运行2
A运行3
线程的礼让
A运行4
B运行0
B运行1
B运行2
B运行3
线程的礼让
B运行4

同步和死锁：

【问题引出】:比如说对于买票系统，有下面的代码：

class hello implements Runnable {
public void run() {
for(int i=0;i<10;++i){
if(count>0){
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(count--);
}
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he=new hello();
Thread h1=new Thread(he);
Thread h2=new Thread(he);
Thread h3=new Thread(he);
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}
private int count=5;
}

【运行结果】：

5
4
3
2
1
0
-1
这里出现了-1，显然这个是错的。，应该票数不能为负值。

如果想解决这种问题，就需要使用同步。所谓同步就是在统一时间段中只有有一个线程运行，

其他的线程必须等到这个线程结束之后才能继续执行。

【使用线程同步解决问题】

采用同步的话，可以使用同步代码块和同步方法两种来完成。

【同步代码块】：

语法格式：

synchronized（同步对象）{

 //需要同步的代码

}

但是一般都把当前对象this作为同步对象。

比如对于上面的买票的问题，如下：

class hello implements Runnable {
public void run() {
for(int i=0;i<10;++i){
synchronized (this) {
if(count>0){
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(count--);
}
}
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he=new hello();
Thread h1=new Thread(he);
Thread h2=new Thread(he);
Thread h3=new Thread(he);
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}
private int count=5;
}

【运行结果】：（每一秒输出一个结果）

5
4
3
2
1
【同步方法】

也可以采用同步方法。

语法格式为synchronized 方法返回类型方法名（参数列表）{

    // 其他代码

}

现在，我们采用同步方法解决上面的问题。

class hello implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
sale();
}
}

public synchronized void sale() {
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(count--);
}
}

public static void main(String[] args) {
hello he = new hello();
Thread h1 = new Thread(he);
Thread h2 = new Thread(he);
Thread h3 = new Thread(he);
h1.start();
h2.start();
h3.start();
}

private int count = 5;
}

【运行结果】（每秒输出一个）

5
4
3
2
1
提醒一下，当多个线程共享一个资源的时候需要进行同步，但是过多的同步可能导致死锁。

此处列举经典的生产者和消费者问题。

【生产者和消费者问题】

先看一段有问题的代码。

class Info {

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}

private String name = "Rollen";
private int age = 20;
}

/**
* 生产者
* */
class Producer implements Runnable{
private Info info=null;
Producer(Info info){
this.info=info;
}

public void run(){
boolean flag=false;
for(int i=0;i<25;++i){
if(flag){
this.info.setName("Rollen");
try{
Thread.sleep(100);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.setAge(20);
flag=false;
}else{
this.info.setName("chunGe");
try{
Thread.sleep(100);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.setAge(100);
flag=true;
}
}
}
}
/**
* 消费者类
* */
class Consumer implements Runnable{
private Info info=null;
public Consumer(Info info){
this.info=info;
}

public void run(){
for(int i=0;i<25;++i){
try{
Thread.sleep(100);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.info.getName()+"<---->"+this.info.getAge());
}
}
}

/**
* 测试类
* */
class hello{
public static void main(String[] args) {
Info info=new Info();
Producer pro=new Producer(info);
Consumer con=new Consumer(info);
new Thread(pro).start();
new Thread(con).start();
}
}

【运行结果】：
Rollen<---->100
chunGe<---->20
chunGe<---->100
Rollen<---->100
chunGe<---->20
Rollen<---->100
Rollen<---->100
Rollen<---->100
chunGe<---->20
chunGe<---->20
chunGe<---->20
Rollen<---->100
chunGe<---->20
Rollen<---->100
chunGe<---->20
Rollen<---->100
chunGe<---->20
Rollen<---->100
chunGe<---->20
Rollen<---->100
chunGe<---->20
Rollen<---->100
chunGe<---->20
Rollen<---->100
chunGe<---->20
大家可以从结果中看到，名字和年龄并没有对于。

 

那么如何解决呢？

1）加入同步

2）加入等待和唤醒

先来看看加入同步会是如何。

class Info {

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}

public synchronized void set(String name, int age){
this.name=name;
try{
Thread.sleep(100);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.age=age;
}

public synchronized void get(){
try{
Thread.sleep(100);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge());
}
private String name = "Rollen";
private int age = 20;
}

/**
* 生产者
* */
class Producer implements Runnable {
private Info info = null;

Producer(Info info) {
this.info = info;
}

public void run() {
boolean flag = false;
for (int i = 0; i < 25; ++i) {
if (flag) {

this.info.set("Rollen", 20);
flag = false;
} else {
this.info.set("ChunGe", 100);
flag = true;
}
}
}
}

/**
* 消费者类
* */
class Consumer implements Runnable {
private Info info = null;

public Consumer(Info info) {
this.info = info;
}

public void run() {
for (int i = 0; i < 25; ++i) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.get();
}
}
}

/**
* 测试类
* */
class hello {
public static void main(String[] args) {
Info info = new Info();
Producer pro = new Producer(info);
Consumer con = new Consumer(info);
new Thread(pro).start();
new Thread(con).start();
}
}

【运行结果】：

Rollen<===>20
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
Rollen<===>20
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
ChunGe<===>100
从运行结果来看，错乱的问题解决了，现在是Rollen 对应20，ChunGe对于100

，但是还是出现了重复读取的问题，也肯定有重复覆盖的问题。如果想解决这个问题，就需要使用Object类帮忙了、

，我们可以使用其中的等待和唤醒操作。

要完成上面的功能，我们只需要修改Info类饥渴，在其中加上标志位，并且通过判断标志位完成等待和唤醒的操作，代码如下：

class Info {

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}

public synchronized void set(String name, int age){
if(!flag){
try{
super.wait();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.name=name;
try{
Thread.sleep(100);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.age=age;
flag=false;
super.notify();
}

public synchronized void get(){
if(flag){
try{
super.wait();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

try{
Thread.sleep(100);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.getName()+"<===>"+this.getAge());
flag=true;
super.notify();
}
private String name = "Rollen";
private int age = 20;
private boolean flag=false;
}

/**
* 生产者
* */
class Producer implements Runnable {
private Info info = null;

Producer(Info info) {
this.info = info;
}

public void run() {
boolean flag = false;
for (int i = 0; i < 25; ++i) {
if (flag) {

this.info.set("Rollen", 20);
flag = false;
} else {
this.info.set("ChunGe", 100);
flag = true;
}
}
}
}

/**
* 消费者类
* */
class Consumer implements Runnable {
private Info info = null;

public Consumer(Info info) {
this.info = info;
}

public void run() {
for (int i = 0; i < 25; ++i) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.info.get();
}
}
}

/**
* 测试类
* */
class hello {
public static void main(String[] args) {
Info info = new Info();
Producer pro = new Producer(info);
Consumer con = new Consumer(info);
new Thread(pro).start();
new Thread(con).start();
}
}