Java的多线程-实现多线程及线程的同步

　一． 实现多线程
　　
　　1. 虚假的多线程
　　例1：
　　
　　public class TestThread { int i=0, j=0; public void go(int flag){ while(true){ try{ Thread.sleep(100); } catch(InterruptedException e){ System.out.println("Interrupted"); } if(flag==0) i++; System.out.println("i=" + i); } else{ j++; System.out.println("j=" + j); } } } public static void main(String[] args){ new TestThread().go(0); new TestThread().go(1); }}
　　
　　上面程序的运行结果为：
　　i=1
　　i=2
　　i=3
　　。。。
　　结果将一直打印出I的值。我们的意图是当在while循环中调用sleep()时，另一个线程就将起动，打印出j的值，但结果却并不是这样。关于sleep()为什么不会出现我们预想的结果，在下面将讲到。
　　2. 实现多线程
　　通过继承class　Thread或实现Runnable接口，我们可以实现多线程
　　2.1 通过继承class　Thread实现多线程
　　class　Thread中有两个最重要的函数run()和start()。
　　1) run()函数必须进行覆写，把要在多个线程中并行处理的代码放到这个函数中。
　　2) 虽然run()函数实现了多个线程的并行处理，但我们不能直接调用run()函数，而是通过调用start()函数来调用run()函数。在调用start()的时候，start()函数会首先进行与多线程相关的初始化（这也是为什么不能直接调用run()函数的原因），然后再调用run()函数。
　　例2：
　　
　　public class TestThread extends Thread{ private static int threadCount = 0; private int threadNum = ++threadCount; private int i = 5; public void run(){ while(true){ try{ Thread.sleep(100);　 } catch(InterruptedException e){ System.out.println("Interrupted"); } System.out.println("Thread " + threadNum + " = " + i); if(--i==0) return; } } public static void main(String[] args){ for(int i=0; i<5; i++) new TestThread().start(); }}
　　
　　运行结果为：
　　Thread 1 = 5
　　Thread 2 = 5
　　Thread 3 = 5
　　Thread 4 = 5
　　Thread 5 = 5
　　Thread 1 = 4
　　Thread 2 = 4
　　Thread 3 = 4
　　Thread 4 = 4
　　Thread 1 = 3
　　Thread 2 = 3
　　Thread 5 = 4
　　Thread 3 = 3
　　Thread 4 = 3
　　Thread 1 = 2
　　Thread 2 = 2
　　Thread 5 = 3
　　Thread 3 = 2
　　Thread 4 = 2
　　Thread 1 = 1
　　Thread 2 = 1
　　Thread 5 = 2
　　Thread 3 = 1
　　Thread 4 = 1
　　Thread 5 = 1
　　从结果可见，例2能实现多线程的并行处理。
　　＊＊：在上面的例子中，我们只用new产生Thread对象，并没有用reference来记录所产生的Thread对象。根据垃圾回收机制，当一个对象没有被reference引用时，它将被回收。但是垃圾回收机制对Thread对象“不成立”。因为每一个Thread都会进行注册动作，所以即使我们在产生Thread对象时没有指定一个reference指向这个对象，实际上也会在某个地方有个指向该对象的reference，所以垃圾回收器无法回收它们。
　　3) 通过Thread的子类产生的线程对象是不同对象的线程
　　
　　class TestSynchronized extends Thread{ public TestSynchronized(String name){ super(name); } public synchronized static void prt(){ for(int i=10; i<20; i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try{ Thread.sleep(100); } catch(InterruptedException e){ System.out.println("Interrupted"); } } } public synchronized void run(){ for(int i=0; i<3; i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try{ Thread.sleep(100); } catch(InterruptedException e){ System.out.println("Interrupted"); } } }}public class TestThread{ public static void main(String[] args){ TestSynchronized t1 = new TestSynchronized("t1"); TestSynchronized t2 = new TestSynchronized("t2"); t1.start(); t1.start();　//（1） //t2.start();　（2） }}
　　
　　运行结果为：
　　t1 : 0
　　t1 : 1
　　t1 : 2
　　t1 : 0
　　t1 : 1
　　t1 : 2
　　由于是同一个对象启动的不同线程，所以run()函数实现了synchronized。如果去掉（2）的注释，把代码（1）注释掉，结果将变为：
　　t1 : 0
　　t2 : 0
　　t1 : 1
　　t2 : 1
　　t1 : 2
　　t2 : 2
　　由于t1和t2是两个对象，所以它们所启动的线程可同时访问run()函数。
　　2.2 通过实现Runnable接口实现多线程
　　如果有一个类，它已继承了某个类，又想实现多线程，那就可以通过实现Runnable接口来实现。
　　1) Runnable接口只有一个run()函数。
　　2) 把一个实现了Runnable接口的对象作为参数产生一个Thread对象，再调用Thread对象的start()函数就可执行并行操作。如果在产生一个Thread对象时以一个Runnable接口的实现类的对象作为参数，那么在调用start()函数时，start()会调用Runnable接口的实现类中的run()函数。
　　例3.1：
　　
　　public class TestThread implements Runnable{ private static int threadCount = 0; private int threadNum = ++threadCount; private int i = 5; public void run(){ while(true){ try{ Thread.sleep(100); } catch(InterruptedException e){ System.out.println("Interrupted"); } System.out.println("Thread " + threadNum + " = " + i); if(--i==0) return; } } public static void main(String[] args){ for(int i=0; i<5; i++) new Thread(new TestThread()).start();　//（1） }}
　　
　　运行结果为：
　　Thread 1 = 5
　　Thread 2 = 5
　　Thread 3 = 5
　　Thread 4 = 5
　　Thread 5 = 5
　　Thread 1 = 4
　　Thread 2 = 4
　　Thread 3 = 4
　　Thread 4 = 4
　　Thread 4 = 3
　　Thread 5 = 4
　　Thread 1 = 3
　　Thread 2 = 3
　　Thread 3 = 3
　　Thread 4 = 2
　　Thread 5 = 3
　　Thread 1 = 2
　　Thread 2 = 2
　　Thread 3 = 2
　　Thread 4 = 1
　　Thread 5 = 2
　　Thread 1 = 1
　　Thread 2 = 1
　　Thread 3 = 1
　　Thread 5 = 1
　　例3是对例2的修改，它通过实现Runnable接口来实现并行处理。代码（1）处可见，要调用TestThread中的并行操作部分，要把一个TestThread对象作为参数来产生Thread对象，再调用Thread对象的start()函数。
　　3) 同一个实现了Runnable接口的对象作为参数产生的所有Thread对象是同一对象下的线程。
　　例3.2：
　　
　　package mypackage1;public class TestThread implements Runnable{ public synchronized void run(){ for(int i=0; i<5; i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i); try{ Thread.sleep(100); } catch(InterruptedException e){ System.out.println("Interrupted"); } } } public static void main(String[] args){ TestThread testThread = new TestThread(); for(int i=0; i<5; i++) //new Thread(testThread, "t" + i).start();　（1） new Thread(new TestThread(), "t" + i).start();　（2） }}
　　
　　运行结果为：
　　t0 : 0
　　t1 : 0
　　t2 : 0
　　t3 : 0
　　t4 : 0
　　t0 : 1
　　t1 : 1
　　t2 : 1
　　t3 : 1
　　t4 : 1
　　t0 : 2
　　t1 : 2
　　t2 : 2
　　t3 : 2
　　t4 : 2
　　t0 : 3
　　t1 : 3
　　t2 : 3
　　t3 : 3
　　t4 : 3
　　t0 : 4
　　t1 : 4
　　t2 : 4
　　t3 : 4
　　t4 : 4
　　由于代码（2）每次都是用一个新的TestThread对象来产生Thread对象的，所以产生出来的Thread对象是不同对象的线程，所以所有Thread对象都可同时访问run()函数。如果注释掉代码（2），并去掉代码（1）的注释，结果为：
　　t0 : 0
　　t0 : 1
　　t0 : 2
　　t0 : 3
　　t0 : 4
　　t1 : 0
　　t1 : 1
　　t1 : 2
　　t1 : 3
　　t1 : 4
　　t2 : 0
　　t2 : 1
　　t2 : 2
　　t2 : 3
　　t2 : 4
　　t3 : 0
　　t3 : 1
　　t3 : 2
　　t3 : 3
　　t3 : 4
　　t4 : 0
　　t4 : 1
　　t4 : 2
　　t4 : 3
　　t4 : 4
　　由于代码（1）中每次都是用同一个TestThread对象来产生Thread对象的，所以产生出来的Thread对象是同一个对象的线程，所以实现run()函数的同步。
　　
　　二． 共享资源的同步
　　
　　1. 同步的必要性
　　例4：
　　
　　class Seq{ private static int number = 0; private static Seq seq = new Seq(); private Seq() {} public static Seq getInstance(){ return seq; } public int get(){ number++; 　//（a） return number;　//（b） }}public class TestThread{ public static void main(String[] args){ Seq.getInstance().get();　//（1） Seq.getInstance().get();　//（2） }}
　　
　　上面是一个取得序列号的单例模式的例子，但调用get()时，可能会产生两个相同的序列号：
　　当代码（1）和（2）都试图调用get()取得一个唯一的序列。当代码（1）执行完代码（a），正要执行代码（b）时，它被中断了并开始执行代码（2）。一旦当代码（2）执行完（a）而代码（1）还未执行代码（b），那么代码（1）和代码（2）就将得到相同的值。
　　2. 通过synchronized实现