【Java并发】创建和使用线程常用方法总结

什么是线程

线程和进程、协程（虚拟线程）的区别

线程和进程的区别

线程和协程的区别

线程的六种状态

1.NEW

2.RUNNABLE

3.BLOCKED

4.WAITING

5.TIME_WAITING

6.TERMINATED

创建线程

方法一：通过继承Thread类

方法二：通过实现Runnable接口

两种方法的区别

线程常用方法

start 与 run 线程执行

sleep 线程休眠

wait 线程等待

join 线程合并

interrupt 线程中断

yield 线程让步

setPriority 线程优先级

setDaemon 设置守护线程

什么是线程

线程是操作系统中的基本执行单元（能够直接执行的最小代码块），它是进程中的⼀个实体，是CPU调度和分派的基本单位。

线程和进程、协程（虚拟线程）的区别

线程和进程的区别

在操作系统中，进程是基本的资源分配单位，操作系统通过进程来管理计算机的资源，如CPU、内存、磁盘等。⼀个进程可以包含多个线程，每个线程都可以独立执行不同的任务，但它们共享进程的资源。

线程和协程的区别

调度方式上，线程由操作系统调度，切换线程时会涉及上下文切换和内核态的开销；协程由程序调度,在用户态切换，没有上下文切换的开销，性能更高。
阻塞与非阻塞方面，线程通常采用阻塞模型；协程是非阻塞的。
资源占用方面，线程每个线程需要分配栈空间，且栈大小固定，导致线程资源消耗较大；协程的栈空间可以动态增长，内存开销远小于线程。

总结一下：先有进程，然后进程可以创建线程，线程是依附在进程里面的，线程里面可以包含多个协程；进程之间不共享全局变量，线程之间共享全局变量，但是要注意资源竞争的问题。

线程的六种状态

1.NEW

初始状态，线程被构建，但是还没有调用start()方法。

2.RUNNABLE

运行状态，Java线程将操作系统中的就绪和运行两种状态统称为"运行中"。

3.BLOCKED

阻塞状态，表示线程阻塞于锁。

4.WAITING

等待状态，表示线程进入等待状态，进入该状态表示当前线程需要其他线程通知(notify或者notifyAll)。

5.TIME_WAITING

超时等待状态，可以指定等待时间自己返回。

6.TERMINATED

终止状态，表示当前线程已经执行完毕。

创建线程

方法一：通过继承Thread类

创建一个类继承Thread类。
重写该类的run()方法，将线程要执行的代码放在run()方法中。
创建该类的实例，并调用其start()方法来启动线程。

java">class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程开始运行");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {MyThread myThread = new MyThread();myThread.start(); }
}

方法二：通过实现Runnable接口

创建一个类实现Runnable接口。
实现Runnable接口的run()方法，将线程要执行的代码放在run()方法中。
创建该类的实例，并将其作为参数传递给Thread类的构造函数，创建线程对象。
调用线程对象的start()方法来启动线程。

java">class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程开始运行");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();Thread thread = new Thread(myRunnable);thread.start(); }
}

或者更简单的写为：

java">    public static void main(String args[]){Thread thread = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程开始运行");}});thread.start();}

两种方法的区别

继承Thread类：简单直接，但Java不支持多继承，如果类已经继承了其他类，则无法再继承Thread类。

实现Runnable接口：更灵活，推荐使用。可以避免Java单继承的限制，适合多个线程共享同一个资源的情况。

线程常用方法

start 与 run 线程执行

start()和run()方法都与线程的执行有关，但它们之间有着本质的区别:

执行run方法它不会产生新线程，而执行start方法会产生新线程。
run方法可以被执行无数次，而star方法只能被执行⼀次，原因就在于线程不能被重复启动。

总结一下：run方法的作用是存放任务代码，而start的方法呢是启动线程。

sleep 线程休眠

sleep()方法是Thread类的一个静态方法，用于让当前正在执行的线程暂停执行指定的时间，以便其他线程可以运行。

休眠线程例如：

java">public class SleepExample {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(() -> {try {System.out.println("线程开始执行");Thread.sleep(2000); // 睡2秒System.out.println("线程执行完毕");} catch (InterruptedException e) {System.out.println("线程被中断");}});thread.start();}
}

sleep 特点

不释放锁、对中断敏感、释放 CPU。

wait 线程等待

wait()方法是Object类的一个方法，用于让当前线程等待，直到其他线程调用同一对象的notify()或notifyAll()方法。

wait()方法通常用于实现线程间的协调和同步，常用于生产者-消费者模型，例如：

java">public class WaitNotifyExample {private static final Object lock = new Object();public static void main(String[] args) {Thread producer = new Thread(() -> {synchronized (lock) {System.out.println("生产者开始生产");// 生产产品...System.out.println("生产者生产完毕");lock.notify(); // 通知消费者}});Thread consumer = new Thread(() -> {synchronized (lock) {try {System.out.println("消费者开始等待");lock.wait(); // 等待生产者生产完毕System.out.println("消费者开始消费");// 消费产品...} catch (InterruptedException e) {System.out.println("消费者被中断");}}});consumer.start();producer.start();}
}

wait 特点

释放锁、对中断敏感、释放 CPU。

注意：wait()方法必须在同步块（synchronized block）或同步方法（synchronized method）中调用，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。因为wait()方法需要释放对象的锁，而只有在同步块中才能获取对象的锁。

join 线程合并

join()方法是Thread类的一个方法，用于等待一个线程终止。当你调用一个线程对象的join()方法时，当前线程会暂停执行，直到被调用join()方法的线程执行完毕。

常用于确保执行顺序例如：

java">public class JoinExample {public static void main(String[] args) {Thread thread1 = new Thread(() -> {System.out.println("线程1开始执行");// 模拟耗时操作try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("线程1执行完毕");});Thread thread2 = new Thread(() -> {System.out.println("线程2开始执行");try {thread1.join(); // 等待线程1执行完毕} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("线程2执行完毕");});thread1.start();thread2.start();}
}

interrupt 线程中断

interrupt()方法是Thread类的一个方法，用于中断一个线程。中断是一种协作机制，它不会立即停止线程，而是设置线程的中断状态，线程需要检查这个状态并作出相应的响应。

举个简单的例子：

java">public class InterruptExample {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(() -> {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {// 执行任务...System.out.println("线程正在运行");try {Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt(); // 重新设置中断状态break; // 退出循环}}System.out.println("线程被中断，退出执行");});thread.start();try {Thread.sleep(3000); // 让主线程等待一段时间} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}thread.interrupt(); // 中断线程}
}

注意：线程通过方法isInterrupted()来进行判断是否被中断，也可以调用静态方法Thread.interrupted()对当前线程的中断标识位进行复位。

yield 线程让步

yield()方法是Thread类的一个静态方法，用于提示线程调度器当前线程愿意让出CPU的执行权，以便其他线程可以执行。

举个简单的例子：

java">public class YieldExample {public static void main(String[] args) {Thread thread1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("线程1执行：" + i);if (i == 2) {Thread.yield(); // 在i等于2时让出CPU执行权}}});Thread thread2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("线程2执行：" + i);}});thread1.start();thread2.start();}
}

注意：yield()方法并不能保证线程⼀定会让出CPU资源，它只是⼀个提示，告诉调度器当前线程愿意让出CPU资源。具体是否让出CPU资源，还是由调度器决定。

setPriority 线程优先级

在Java线程中，通过一个整型成员变量priority来控制优先级，优先级的范围从1~10，在线程构建的时候可以通过setPriority(int)方法来修改优先级，默认优先级是5，优先级高的线程分配CPU时间片的数量要多于优先级低的线程。

修改线程优先级例如：

java">Thread thread = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程正在运行");}
});thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 设置线程优先级为最高
thread.start();

注意：优先级高的线程分配CPU时间片的数量要多于优先级低的线程，并不是优先级高的线程先比优先级低的执行。

setDaemon 设置守护线程

setDaemon方法是Thread类的一个方法，用于将线程设置为守护线程（daemon thread）。

什么是守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它不用于程序的正常运行。当程序中所有的非守护线程（用户线程）都结束时，程序会自动退出，即使还有守护线程在运行。守护线程通常用于为用户线程提供服务或者执行后台任务，如垃圾回收器线程。