【Java多线程（1）】创建线程的几种方式和Thread类及其常见方法

目录

一、Java创建线程的方式

1. 通过继承 Thread 类实现多线程

2. 通过实现 Runnable 接口实现多线程

3. 其他变形

二、Thread类及常见方法

1. Thread类的常见构造方法

2. Thread类的几个常见属性

2.1 getName()

2.2 setDaemon() & isDaemon()

2.3 isAlive() 

2.4 中断一个线程

示例一：使用自定义的变量来作为标志位

示例二：使用Thread对象的interrupted() 方法通知线程结束

一、Java创建线程的方式

在了解了进程和线程后，就可以开始学习Java多线程的内容了。

在 Java 中的线程（Thread）是由 Java 虚拟机（JVM）来管理和调度的，它们并不直接映射到操作系统的原生线程（OS Thread）。Java 线程是由 JVM 在后台使用一种称为“轻量级进程（Lightweight Process）”的概念来实现的。

1. 通过继承 Thread 类实现多线程

class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("Hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}public class Demo1 {public static void main(String[] args) {Thread t = new MyThread();t.start();while (true) {System.out.println("Hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}
  • 这段代码定义了一个继承自 Thread 类的 MyThread 类（重写Thread类的run方法），该类会在运行时不断输出 "Hello thread"，并且在每次输出后休眠1秒（Thread.sleep() 方法用于让当前线程暂停执行指定的时间（以毫秒为单位）。当调用 Thread.sleep() 方法时，当前线程会进入阻塞状态，并暂停执行指定的时间长度，然后重新进入就绪状态等待 CPU 时间片。）。同时，在 Demo1 类的 main 方法中创建了一个 MyThread 的实例 t，并启动了该线程（调用start()方法启动线程）。在主线程中也会不断输出 "Hello main"，并且在每次输出后休眠1秒。
  • 当你运行这段代码时，将会看到两个线程（主线程和t的线程）同时执行，分别输出 "Hello thread" 和 "Hello main"，并且它们会交替输出，因为两个线程是并发执行的。这样可以展示 Java 多线程编程中的基本概念和线程交替执行的特点。

2. 通过实现 Runnable 接口实现多线程

class MyRun implements Runnable {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("Hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}public class Demo2 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(new MyRun());t.start();while (true) {System.out.println("Hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

这段代码定义了一个实现了 Runnable 接口的 MyRun 类，其中重写了 run() 方法。其余内容与第一种一致。

上述两种方式的区别：

  1. 在创建实例时，第一种方式new的是子类MyThread的对象，第二种方式则是以MyRun的对象为参数创建Thread的对象。
  2. 第二种方式的好处是代码耦合度更低。run()方法中的代码表示多线程要做的事情，第二种方式相当于把自己要做的事情让别人帮你记录，第一种则是自己记录自己要做的事情。

3. 其他变形

注：这里的所有实现多线程的方式的代码效果都与前面一致：

  • 匿名内部类创建 Thread 子类对象
public class Demo3 {public static void main(String[] args) {//匿名内部类创建线程Thread t = new Thread() {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("Hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}};t.start();while (true) {System.out.println("Hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

对于只需要使用一次的类，我们就可以用匿名内部类的方式创建它的对象。

  •  匿名内部类创建 Runnable 实现类对象
public class Demo4 {public static void main(String[] args) {//匿名内部类创建线程Thread t = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("Hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}});t.start();while (true) {System.out.println("Hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}
  •  Lambda表达式创建 Runnable 实现类对象
public class Demo5 {public static void main(String[] args) {//lambda表达式创建线程Thread t = new Thread(() -> {while (true) {System.out.println("Hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});t.start();while (true) {System.out.println("Hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

二、Thread类及常见方法

1. Thread类的常见构造方法

Thread t1 = new Thread();
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
Thread t3 = new Thread("这是我的名字");
Thread t4 = new Thread(new MyRunnable(), "这是我的名字");

2. Thread类的几个常见属性

  • ID 是线程的唯⼀标识，不同线程不会重复
  • 名称是各种调试⼯具⽤到
  • 状态表⽰线程当前所处的⼀个情况(就绪、阻塞、运行态)
  • 优先级⾼的线程理论上来说更容易被调度到
  • 关于后台(守护)线程，需要记住⼀点：JVM会在⼀个进程的所有⾮后台线程结束后，才会结束运⾏。
  • 是否存活，即简单的理解，为 run ⽅法是否运⾏结束了
  • 线程的中断问题，下⾯我们进⼀步说明

下面是几个方法的示例：

2.1 getName()

public class Demo1 {public static void main(String[] args) {//名称 getName()Thread t = new Thread(() ->System.out.println(Thread.currentThread().getName()), "线程0");t.start();}
}

2.2 setDaemon() & isDaemon()

JVM会在⼀个进程的所有⾮后台线程结束后（即所有前台线程结束，后台线程也就结束），才会结束运⾏。每一个线程默认都是前台线程。

public class Demo2 {public static void main(String[] args) {//setDaemon() & isDaemon()Thread t = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("Hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});//设置为后台(守护)线程 当前台线程都执行结束，后台线程也要结束t.setDaemon(true);t.start();}
}

上述代码中，线程 t 是一个后台线程，它会输出 "Hello thread" 消息，然后休眠一秒钟，循环执行这个过程。但由于设置了守护线程，当主线程（前台线程）执行完毕时，即使后台线程 t 没有执行完毕，程序也会结束并退出。而这里前台线程很快就结束了，因此很大概率控制台是不会输入任何信息的。

2.3 isAlive() 

public class Demo3 {public static void main(String[] args) {//isAlive() 判断当前线程是否存活Thread t = new Thread(() -> {try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}});t.start();try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(t.isAlive());}
}

在这段代码中，通过 t.isAlive() 方法可以判断线程 t 是否处于存活状态。具体来说：

  1. 首先创建了一个线程 t，让它在启动后休眠 2000 毫秒（2秒）。
  2. 然后主线程休眠 3000 毫秒（3秒），等待线程 t 执行完成。
  3. 在主线程休眠结束后，通过 t.isAlive() 方法检查线程 t 是否仍然存活，即线程是否仍在执行中。

因为线程 t 在启动后休眠了 2 秒，而主线程休眠了 3 秒，所以在主线程判断线程 t 的存活状态时，线程 t 应该已经执行完毕，因此 t.isAlive() 返回 false。

2.4 中断一个线程

在多线程编程中，有时候需要取消一个正在执行的任务。通过中断线程可以有效地取消任务的执行，让线程尽快退出。有些场景下，需要控制线程的执行时间，避免线程长时间执行。通过设置超时时间并在超时后中断线程，可以有效控制线程的执行时间。
目前常见的中断线程有以下两种方式：
示例一：使用自定义的变量来作为标志位
public class Demo4 {//中断一个线程//方式一：使用自定义的变量来作为标志位(可能涉及到变量捕获)private static boolean isRunning = true;public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(() -> {while (isRunning) {System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println(" t 进程结束了");});t.start();try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}//中断线程System.out.println("控制 t 进程结束");isRunning = false;}
}

这段代码展示了一种通过自定义变量来中断线程的方式。具体来说：

  1. 定义了一个静态的 boolean 类型变量 isRunning，初始值为 true。
  2. 在主线程中创建了一个新线程 t，该线程通过检查 isRunning 变量来确定是否继续执行。
  3. 线程 t 在循环中打印"hello thread"，并每隔1秒执行一次。
  4. 主线程休眠3秒后，将 isRunning 设置为 false，以此来中断线程 t 的执行。

在这个例子中，通过设置 isRunning 变量为 false，可以使线程 t 在下一次循环时退出循环，从而结束线程的执行。这种方式是一种简单粗暴的中断线程的方法，但在实际应用中需要注意线程间状态同步和可见性等问题，避免出现并发安全性问题。

如果自定义变量不是成员变量，而是main当中的局部变量，这时候就可能涉及到变量捕获。

示例二：使用Thread对象的interrupted() 方法通知线程结束
public class Demo5 {//中断进程//方式二：使用Thread对象的Interrupted()方法通知线程结束public static void main(String[] args) {//isInterrupted() & Interrupted()Thread t = new Thread(() -> {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(10000);} catch (InterruptedException e) {//以 InterruptedException 异常的形式通知，清除中断标志//自行决定如何处理System.out.println("决定要执行哪些代码");break;}}});t.start();try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}//通知线程结束，将标志位设为truet.interrupt();}
}

这段代码展示了另一种中断线程的方式，通过使用Thread对象的interrupt()方法来通知线程结束。具体来说：

  1. 在主线程中创建了一个新线程 t，该线程在循环中通过检查Thread.currentThread().isInterrupted()方法的返回值来确定是否继续执行。
  2. 线程 t 在循环中打印"hello thread"，并每隔10秒执行一次。
  3. 主线程休眠3秒后，调用t.interrupt()方法，向线程 t 发出中断通知。此时执行catch中的代码。

需要注意的是，当调用t.interrupt()方法后，并不会立即终止线程 t 的执行，而是设置了线程的中断标志位。即在调用Thread.sleep()方法的线程在睡眠期间被中断，就会导致InterruptedException异常的抛出。在catch块中捕获这个异常可以让程序员对线程中断进行相应的处理，比如释放资源、恢复状态等操作。

总结，thread 收到通知的方式有两种：

  1. 如果线程因为调⽤ wait/join/sleep 等⽅法⽽阻塞挂起，则以 InterruptedException 异常的形式通知，清除中断标志 当出现 InterruptedException 的时候, 要不要结束线程取决于 catch 中代码的写法. 可以选择忽 略这个异常, 也可以跳出循环结束线程.
  2. 否则，只是内部的⼀个中断标志被设置，thread 可以通过Thread.currentThread().isInterrupted() 判断指定线程的中断标志被设置，不清除中断标志。这种⽅式通知收到的更及时，即使线程正在 sleep 也可以⻢上收到。

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