【Java 基础】19 多线程基础

本文介绍: 多线程是一种同时执行多个线程的机制，它使得程序能够更有效地利用 CPU 资源，提高系统的响应性。在 Jav a 中，多线程是一项强大的特性，允许程序在同一时间执行多个独立的任务。

多线程是一种
同时执行多个线程的机制，它使得程序能够
更有效地利用 CPU 资源，提高系统的响应性。在 Jav a 中，多线程是一项强大的特性，允许程序在同一时间执行多个独立的任务。

进程是程序的一次动态执行，需要经历从代码加载，代码执行以及执行完毕的一个完整的过程。由于 CPU 的具备分时机制，也即把 CPU 划分为无数个小的时间片，每个时间片去执行一个进程（程序），让我们感觉程序在同时运行一样。

线程是进程中的一个执行单元，负责执行程序中的代码。一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源。线程之间共享同一份内存，因此线程间通信更加容易。

通过继承 Thread 类，可以创建一个线程类，然后重写 run() 方法，该方法包含线程要执行的代码

实例代码：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程
        ThreadDemo thread1 = new ThreadDemo();
        ThreadDemo thread2 = new ThreadDemo();
        // 启动线程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
class ThreadDemo extends Thread {
    public void run() {
        // 线程执行的任务
        for (int i = 0; i &lt; 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getId() + " Value " + i);
        }
    }
}

通过实现 Runnable 接口，可以将线程的任务封装在一个类中，然后创建 Thread 对象并将该类的实例传递给 Thread 的构造函数

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程
        Thread thread1 = new Thread(new RunnableDemo());
        Thread thread2 = new Thread(new RunnableDemo());
        // 启动线程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
class RunnableDemo implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行的任务
        for (int i = 0; i &lt; 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getId() + " Value " + i);
        }
    }
}

在 Java 8 及以后的版本，可以使用 Lambda 表达式简化创建线程的代码

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用Lambda表达式创建线程1
        Thread thread1 = new Thread(() -&gt; {
            for (int i = 0; i &lt; 5; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getId() + " Value " + i);
            }
        });
        // 使用Lambda表达式创建线程2
        Thread thread2 = new Thread(() -&gt; {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getId() + " Value " + i);
            }
        });
        // 启动线程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

无论采用哪种方式，都需要调用 start() 方法来启动线程。 start() 方法会在一个新的线程中调用 run() 方法。避免直接调用 run() 方法，因为这样并不会在新线程中执行，而只是在当前线程中作为普通的方法调用。

推荐使用 Runnable 接口的方式，因为 Java 不支持多重继承，而通过实现接口更为灵活可以避免这个限制。此外，Runnable 接口可以被多个线程共享，提高代码的可复用性。

public class ThreadStateDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            // 在新建状态
            printThreadState("New");

            // 启动线程，进入就绪状态
            Thread.yield();
            printThreadState("Runnable");

            // 线程获取锁，进入运行状态
            synchronized (ThreadStateDemo.class) {
                printThreadState("Running");

                // 线程调用wait()，进入等待状态
                try {
                    ThreadStateDemo.class.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                printThreadState("Waiting");

                // 等待超时后重新进入运行状态
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                printThreadState("Running");
            }
        });

        // 新建状态
        printThreadState("New");

        // 启动线程，进入就绪状态
        thread.start();
        Thread.yield();
        printThreadState("Runnable");

        // 主线程等待一会儿
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 线程被唤醒，进入就绪状态
        synchronized (ThreadStateDemo.class) {
            ThreadStateDemo.class.notify();
        }
        Thread.yield();
        printThreadState("Runnable");

        // 主线程等待线程执行完毕
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 终止状态
        printThreadState("Terminated");
    }

    private static void printThreadState(String state) {
        long tid = Thread.currentThread().getId();
        System.out.println("Thread State: " + state + ", Thread ID: " + tid);
    }
}