多線程編程——基礎篇 （二）

時間：2006-08-16 作者：axman 瀏覽次數： 3723 本文關鍵字：Java,?多線程,?線程,?線程對象,?單線程,?go deep into java

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　　在進入java平臺的線程對象之前，基于基礎篇（一）的一些問題，我先插入兩個基本概念。

[線程的并發與并行]

　　在單CPU系統中，系統調度在某一時刻只能讓一個線程運行，雖然這種調試機制有多種形式(大多數是時間片輪巡為主)，但無論如何，要通過不斷切換需要運行的線程讓其運行的方式就叫并發(concurrent)。而在多CPU系統中，可以讓兩個以上的線程同時運行，這種可以同時讓兩個以上線程同時運行的方式叫做并行(parallel)。

　　在上面包括以后的所有論述中，請各位朋友諒解，我無法用最準確的詞語來定義儲如并發和并行這類術語，但我以我的經驗能通俗地告訴大家它是怎么一回事，如果您看到我說的一些"標準"文檔上說的不一樣，只要意思一致，那您就不要挑刺了。

[JAVA線程對象]

　　現在我們來開始考察JAVA中線程對象。

　　在JAVA中，要開始一個線程，有兩種方式。一是直接調用Thread實例的start()方法，二是
將Runable實例傳給一個Thread實例然后調用它的start()方法。

　　在前面已經說過，線程對象和線程是兩個完全不同的概念。這里我們再次深入一下，生成一個線程的實例，并不代表啟動了線程。而啟動線程是說在某個線程對象上啟動了該實例對應的線程，當該線程結束后，并不會就立即消失。

　　對于從很多書籍上可以看到的基礎知識我就不用多說了。既然是基礎知識，我也著重于從普通文檔上讀不到的內容。所以本節我重點要說的是兩種線程對象產生線程方式的區別。

class MyThread extends Thread{
  public int x = 0;
  
  public void run(){
    
    for(int i=0;i<100;i++){
      try{
        Thread.sleep(10);
      }catch(Exception e){}
      System.out.println(x++);
      
    }
  }
}

　　如果我們生成MyThread的一個實例，然后調用它的start()方法，那么就產生了這個實例對應的線程：

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    MyThread mt = new MyThread();
    mt.start();
  }
}

　　不用說，最終會打印出0到99，現在我們稍微玩一點花樣：

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    MyThread mt = new MyThread();
    mt.start();
    System.out.println(101);
  }
}

　　也不用說，在基礎篇（一）中我們知道由于單CPU的原因，一般會先打印101，然后打印0到99。不過我們可以控制線程讓它按我們的意思來運行：

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    MyThread mt = new MyThread();
    mt.start();
    mt.join();
    System.out.println(101);
  }
}

　　好了，我們終于看到，mt實例對應的線程(假如我有時說mt線程請你不要怪我，不過我盡量不這么說)。在運行完成后，主線程才打印101。因為我們讓當前線程(這里是主線程)等待mt線程的運行結束。"在線程對象a上調用join()方法，就是讓當前正在執行的線程等待線程對象a對應的線程運行完成后才繼續運行。"?請大家一定要深刻理解并熟記這句話，而我這里引出這個知識點的目的是為了讓你繼續看下面的例子：

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    MyThread mt = new MyThread();
    mt.start();
    mt.join();
    Thread.sleep(3000);
    mt.start();
  }
}

　　當線程對象mt運行完成后，我們讓主線程休息一下，然后我們再次在這個線程對象上啟動線程。結果我們看到：

　　Exception?in?thread?"main"?java.lang.IllegalThreadStateException

　　也就是這種線程對象一時運行一次完成后，它就再也不能運行第二次了。我們可以看一下它有具體實現:

    public synchronized void start() {
        if (started)
            throw new IllegalThreadStateException();
        started = true;
        group.add(this);
        start0();
    }

　　一個Thread的實例一旦調用start()方法，這個實例的started標記就標記為true，事實中不管這個線程后來有沒有執行到底，只要調用了一次start()就再也沒有機會運行了，這意味著：

[通過Thread實例的start()，一個Thread的實例只能產生一個線程]

　　那么如果要在一個實例上產生多個線程(也就是我們常說的線程池)，我們應該如何做呢？這就是Runnable接口給我們帶來的偉大的功能。

class R implements Runnable{
  private int x = 0;
  public void run(){

    for(int i=0;i<100;i++){
      try{
        Thread.sleep(10);
      }catch(Exception e){}
      System.out.println(x++);

    }
  }
}

　　
正如它的名字一樣，Runnable的實例是可運行的，但它自己并不能直接運行，它需要被Thread對象來包裝才行運行：

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    new Thread(new R()).start();
  }
}

　　當然這個結果和mt.start()沒有什么區別。但如果我們把一個Runnable實例給Thread對象多次包裝，我們就可以看到它們實際是在同一實例上啟動線程：

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    R r = new R();
    for(int i=0;i<10;i++)
      new Thread(r).start();
  }
}

　　x是實例對象，但結果是x被加到了999，說明這10個線程是在同一個r對象上運行的。請大家注意，因為這個例子是在單CPU上運行的，所以沒有對多個線程同時操作共同的對象進行同步。這里是為了說明的方便而簡化了同步，而真正的環境中你無法預知程序會在什么環境下運行，所以一定要考慮同步。

　　到這里我們做一個完整的例子來說明線程產生的方式不同而生成的線程的區別：

package debug;

import java.io.*;
import java.lang.Thread;


class MyThread extends Thread{
  public int x = 0;

  public void run(){
    System.out.println(++x);
  }
}

class R implements Runnable{
  private int x = 0;
  public void run(){
    System.out.println(++x);
  }
}

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    for(int i=0;i<10;i++){
      Thread t = new MyThread();
      t.start();
    }
    Thread.sleep(10000);//讓上面的線程運行完成
    R r = new R();
    for(int i=0;i<10;i++){
      Thread t = new Thread(r);
      t.start();
    }
  }
}

　　上面10個線程對象產生的10個線程運行時打印了10次1。下面10個線程對象產生的10個線程運行時打印了1到10。我們把下面的10個線程稱為同一實例(Runnable實例)的多個線程。

　　下節我們將研究線程對象方法，還是那句話，一般文檔中可以讀到的內容我不會介紹太多
請大家自己了解。

轉載自dev2dev網友axman的go deep into java專欄。

個人自述

一個男人.
一個寫程序的男人.
一個寫程序并正在從程序中尋找快樂的男人.
一個寫程序并正在從程序中尋找快樂并把快樂傳遞給大家的男人.

一個書生.
一個寂寞的書生.
一個寂寞的梅香竹影下敲聲寫韻的書生.
一個寂寞的梅香竹影下敲聲寫韻晨鐘暮鼓中逸氣揚劍的書生.

那個男人是位書生。沒有人知道他的姓名，居無定所，行無定蹤，亦耕變讀，或漁或樵。
所以有人叫他樵夫(Axman)，有人叫他漁郎(fisher)。

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