【多线程】认识Thread类及其常用方法

📄前言：
本文是对以往多线程学习中 Thread类的介绍，以及对其中的部分细节问题进行总结。

文章目录

一. 线程的创建和启动
- 🍆1. 通过继承 Thread 类创建线程
- 🍅2. 通过实现 Runnable 接口创建线程
- 🥦3. 其他方法创建线程（本质上为上面两种写法的变形）
- - 🥑3.1 使用 Thread 的匿名内部类
  - 🥬3.2 使用匿名内部类实现 Runnable 接口
  - 🥒3.3 使用 lambda 表达式实现 Runnable 接口（推荐，更加简洁！！！）
- 🍉4. 线程的启动（关于 start方法和 run方法的思考）
二. Thread类的属性和常用方法
- 🍚1. Thread类的主要属性
- 🍥2. 线程休眠
- 🍭3. 线程等待
- 🍦 4. 获取线程实例
- 🧊5. 线程的中断（关于线程中断的细节！！！）

之前的文章介绍过线程的引入能够更好地处理程序的并发执行问题。在Java中，线程的创建方式之一是通过 Thead类（Thead封装了操作系统提供的API，使我们创建的线程能够系统的调度）。接下来我们先了解一下线程的创建方法。

一. 线程的创建和启动

通过 Thread类创建线程的方式总体来说可以分为以下两种：

继承 Thread类，重写类中的 run() 方法
实例化Thread类，实现 Runnable 接口，重写接口中的 run() 方法（通过Thread的构造方法传参间接重写run() 方法）

这里我们应该可以发现一个共同点，这两种方法都需要重写 run() 方法，毫无疑问 run() 方法就是线程创建后执行代码逻辑的 “入口”方法，通过查看源码我们发现 Thread类继承了Runnable，而 run() 方法就是该接口中的抽象方法。（如下）
在这里插入图片描述

🍆1. 通过继承 Thread 类创建线程

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("hello thread!");
        }
        System.out.println("线程结束!");
    }
}

🍅2. 通过实现 Runnable 接口创建线程

在这里插入图片描述

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("hello thread !");
        }
        System.out.println("线程结束 !");
    }
}

public class Demo2 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(new MyRunnable());
    }

}

🥦3. 其他方法创建线程（本质上为上面两种写法的变形）

🥑3.1 使用 Thread 的匿名内部类

Thread t = new Thread(){
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("hello thread !");
        }
        
        System.out.println("线程结束 !");
    }
};

🥬3.2 使用匿名内部类实现 Runnable 接口

Thread t = new Thread(new Runnable() {
   @Override
    public void run() {
		while(true) {
		    System.out.println("hello thread !");
		}
		
		System.out.println("线程结束 !");
   	}
});

🥒3.3 使用 lambda 表达式实现 Runnable 接口（推荐，更加简洁！！！）

Thread t = new Thread(() -> {
	while(true) {
	    System.out.println("hello thread !");
	}
	System.out.println("线程结束 !");
});

🍉4. 线程的启动（关于 start方法和 run方法的思考）

其实线程的启动方式很简单，直接调用 Thread类中的 start()方法即可启动线程，为了观察新创建的线程和 “主线程main” 的并发执行效果，代码中调用 Thread类的类方法 sleep(), 让每次语句执行后休眠 1s。（代码及程序运行效果如下）

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
	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);
	       }
	   }
	});
	System.out.println("线程启动 !");
	t.start();
	
	// 主线程
	for(int i = 0; i < 5; i++) {
	    System.out.println("hello main !");
	    Thread.sleep(1000);
	}
}

在这里插入图片描述

通过上面代码的执行结果我们容易知道：创建的线程执行的代码其实就是 run() 方法中的代码，那么我们是否可以通过执行 t.run() 来代替 t.start() 呢？
答案很明显是否定的，因为直接调用 run() 方法本质上与一个自定义函数的调用并无任何差异。我们都知道，在程序的某处调用一个函数，程序会在该函数执行结束后才继续执行后面的代码，因此不能使用 t.run() 来代替 t.start()。
总结：调用run() 方法只是一次简单的函数调用，程序依旧是顺序执行；只有调用 start() 才能在操作系统真正创建一个主线程并发执行的线程。

二. Thread类的属性和常用方法

🍚1. Thread类的主要属性

在这里插入图片描述
注意：所有创建的线程默认为前台线程，只有当所有前台线程运行结束后，程序才会结束，主线程main运行结束，不会影响其他前台线程的运行。（可以通过setDaemon()方法将线程设置为后台线程）

🍥2. 线程休眠

在这里插入图片描述
代码示例及程序运行结果如下：让新线程每1s进行一次打印，主线程每2s进行一次打印（注意：使用sleep()方法需要处理可能抛出的异常）

public static void main(String[] args) {
        
	Thread t = new Thread(() -> {
	    for (int i = 0; i < 6; i++) {
	        System.out.println("hello thread !");
	        try {
	            Thread.sleep(1000);
	        } catch (InterruptedException e) {
	            e.printStackTrace();
	        }
	    }
	});
	t.start();
	
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
	    System.out.println("hello main !");
	    try {
	        Thread.sleep(2000);
	    } catch (InterruptedException e) {
	        e.printStackTrace();
	    }
	}
}

在这里插入图片描述

🍭3. 线程等待

在这里插入图片描述
代码实例和程序运行结果如下：让主线程进行一次打印后，等待新线程结束再继续运行。

public static void main(String[] args) {
    Thread t = new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("hello thread !");
        }
    });
    t.start();

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        System.out.println("hello main !");
        if(i == 0) {
            try {
                t.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

在这里插入图片描述

🍦 4. 获取线程实例

在线程的创建过程中，由于 Thread类还没有被实例化，因此不能通过类对象的引用变量直接得到该对象，而应该使用 Thread类提供的方法得到该对象的引用。
在这里插入图片描述

🧊5. 线程的中断（关于线程中断的细节！！！）

在正式了解线程中断的方法之前，我们需要知道一个基本的事实：
Java中线程的中断方式并不是让一个正在运行的线程直接中止，而是以一种 “通知的方式” 告诉线程，“你当前应该结束线程了”，而具体是否立即结束当前该线程，由线程接收通知后的代码处理逻辑决定。

==========

关于线程的中断方法，Thread类提供了以下三个方法：
在这里插入图片描述

Thread类收到通知的方式有以下两种情况：

当前线程因 sleep/join/wait 等方法引起阻塞而挂起，以 InterruptedException 异常的形式通知，并清除中断标志，此时线程的阻塞状态立即结束，而是否立即结束由 try/catch 中catch的处理逻辑决定。（注意：线程是否有后续的处理权，取决于该线程是否有能引起阻塞状态的代码）
当前线程处于正常运行状态，将中断标志位设置为true。

==========

当线程处于阻塞状态时，存在以下三种对应的处理方式：
1）不管这个通知，继续运行。 2）直接结束线程。 3）进行一些特定的收尾工作再结束线程

public static void main(String[] args) {
    Thread t = new Thread(() -> {
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            System.out.println("hello thread !");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // 1. 无视通知
                e.printStackTrace();

                // 2. 直接退出
                // break;

                // 3. 进行收尾工作，再退出
                // System.out.println("此处是后续的处理代码");
                // break;
            }
        }
    });
    t.start();

    try {
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    t.interrupt();
}

在这里插入图片描述

看到第一个程序运行的结果，不知道大家会不会有一个疑惑，使用 isInterrupted()方法是不会清除标志位的，那 3s过后该线程不应该只打印3次 “hello thread !”，接着由于循环的判断条件为 false 而直接退出吗？
其实 isInterrupted() 方法调用后确实不会清除标志位，程序继续运行的原因是因为3s后主线程调用interrupt()方法，解除了 t线程的阻塞状态，同时 sleep() 引起的异常会顺便清除标志位。

因此，如果将代码改为下面的写法，线程会在当前代码逻辑执行完毕或进入下一次循环判断后直接退出。

public static void main(String[] args) {
    Thread t = new Thread(() -> {
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            System.out.println("hello thread !");
        }
        System.out.println("---3s后 t线程退出---");
    });
    t.start();

    try {
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    t.interrupt();
}

程序运行结果如下：
在这里插入图片描述

======

当前线程处于正常运行状态，将中断标志位置为true。
从前面我们可以知道：Thread.interrupted() 判断后会清除标志位，isInterrupted() 不会清除标志位，现有以下代码：

private static int count = 100;

public static void main(String[] args) {
    Thread t = new Thread(() -> {
       for (int i = 1; count > 0 || Thread.currentThread().isInterrupted(); i++) {
           if(Thread.currentThread().isInterrupted()) {
               System.out.println("我当前收到中断通知了，这是第 " + i + " 次打印");
           } else {
               System.out.println("我当前没有收到中断通知, 这是第 " + i + " 次打印");
           }
           count--;
           if(i == 150) break;
       }
    });
    t.start();


    try {
        Thread.sleep(2);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    t.interrupt();
}

程序的运行结果如下：
在这里插入图片描述
这段代码的运行结果是：程序在第58次打印时标志位发生了改变，并且后续的打印不再发生改变，可以预见的是：如果没有使用 i 的值判断使循环退出，程序将会无终止地进行打印。原因就是 isInterrupted()方法不会清除标志位，因此判断条件永远为真。

若把循环中的方法修改为 Thread.interrupted()，程序的运行结果就发生了改变：

private static int count = 50;

public static void main(String[] args) {
    Thread t = new Thread(() -> {
       for (int i = 0; count > 0 || Thread.interrupted(); i++) {
           if(Thread.interrupted()) {
               System.out.println("我当前收到中断通知了，这是第 " + i + " 次打印");
           } else {
               System.out.println("我当前没有收到中断通知, 这是第 " + i + " 次打印");
           }
           count--;
       }
    });
    t.start();


    try {
        Thread.sleep(2);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    t.interrupt();
}