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本篇内容主要讲解“java多线程机制是什么”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“java多线程机制是什么”吧!
程序(program)：是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合,是一段静态的代码。 （程序是静态的）
进程(process)：是程序的一次执行过程，正在运行的一个程序，进程作为资源分配的单位，在内存中会为每个进程分配不同的内存区域。 （进程是动态的）是一个动的过程 ，进程的生命周期 : 有它自身的产生、存在和消亡的过程
目前操作系统都是支持多进程，可以同时执行多个进程，通过进程ID区分
线程(thread)：进程中的一条执行路径，也是CUP的基本调度单位，一个进程由一个或多个线程组成，彼此间完成不同的工作，多个线程同时执行，称为多线程。
线程的组成
任何一个线程都具有的基本组成部分：
CPU时间片：操作系统（OS）会为每一个线程分配执行时间。
运行数据：堆空间（存储线程需要使用的对象，多个线程可以共享堆中的对象）；栈空间（存储线程需要使用的局部变量，每个线程都拥有独立的栈）
线程的特点
线程抢占式执行（效率高、可防止单一线程长时间独占CPU）
单核CPU在执行的时候，是按照时间片执行的，一个时间片只能执行一个线程，因为时间片特别的短，我们感受到的就是“同时”进行的。
多核CPU真正意义上做到了一个时间片多个线程同时进行
在单核CPU中，宏观上同时进行，微观上顺序执行
进程是操作系统中资源分配的基本单位，而线程是CPU的基本调度单位
一个程序运行后至少有一个进程
一个进程可以包含多个线程，但是至少需要有一个线程，否则这个进程是没有意义的
进程间不能共享数据段地址，但通进程的线程之间可以。
1.继承Thread类
2.重写run()方法
3.创建子类对象
4.调用start()方法（PS：不要调用run()方法，这样相当于普通调用对象的方法，并为启动线程）
继承类
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
System.out.println("子线程：==>" + i);
}
}}测试类
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
System.out.println("主线程：-->"+i);
}
}}结果
getId()//获取线程的id，每个线程都有自己的idgetName()//获取线程名字Thread.currentThread()//获取当前线程
代码
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
MyThread t=new MyThread();
t.start();
//只能在继承Thread类的情况下用
System.out.println("线程id:"+t.getId());
System.out.println("线程名字:"+t.getName());
//调用Thread类的静态方法获取当前线程（这里获取的是主线程）
System.out.println("线程id:"+Thread.currentThread().getId());
System.out.println("线程名字:"+Thread.currentThread().getName());
}}
只能修改线程的名称，不能修改线程的id（id是由系统自动分配）
1、使用线程子类的构造方法赋值
2、调用线程对象的setName()方法
代码
public class MyThread extends Thread{
public MyThread() {}//无参构造器
public MyThread(String name) {
super(name);
}
public void run() {
for(int i=1;i<=50;i++) {}
}}public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
MyThread t1=new MyThread("子线程1");//通过构造方法
MyThread t2=new MyThread();
t2.setName("子线程2");
System.out.println("线程t1的id："+t1.getId()+" 名称："+t1.getName());
System.out.println("线程t2的id："+t2.getId()+" 名称："+t2.getName());
}}
1.实现
Runnable接口
2.实现run()方法
3.创建实现类对象
4.创建线程类对象
5.调用start()方法
实现接口
public class MyRunnable implements Runnable{//实现接口
@Override
public void run() {//实现run方法
// TODO Auto-generated method stub
for(int i=1;i<=10;i++) {
System.out.println("子线程："+i);
}
}}测试类
public class TestRunnable {
public static void main(String[] args) {
//1.创建MyRunnable对象，表示线程执行的功能
Runnable runnable=new MyRunnable();
//2.创建线程对象
Thread th=new Thread(runnable);
//3.启动线程
th.start();
for(int i=1;i<=10;i++) {
System.out.println("主线程："+i);
}
}}
如果一个线程方法我们只使用一次，那么就不必设置一个单独的类，就可以使用匿名内部类实现该功能
public class TestRunnable {
public static void main(String[] args) {
Runnable runnable=new Runnable() {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
for(int i=1;i<=10;i++) {
System.out.println("子线程："+ i);
}
}
};
Thread th=new Thread(runnable);
th.start();
}}对比继承
Thread类和实现Runnable接口创建线程的方式发现，都需要有一个run()方法，但是这个run()方法有不足：
没有返回值
不能抛出异常
基于上面的两个不足，在JDK1.5以后出现了第三种创建线程的方式：实现
Callable接口实现
Callable接口的好处：
有返回值
能抛出异常
缺点：
创建线程比较麻烦
1.实现
Callable接口，可以不带泛型，如果不带泛型，那么call方法的返回值就是Object类型2.如果带泛型，那么call的返回值就是泛型对应的类型
3.从call方法看到：方法有返回值，可以抛出异常
实现接口
import java.util.Random;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.FutureTask;public class TestCallable implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return new Random().nextInt(10);
}}测试类
import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.FutureTask;public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
TestCallable tc=new TestCallable();
FutureTask<Integer> ft=new FutureTask<>(tc);
//创建线程对象
Thread th=new Thread(ft);
th.start();
//获取线程得到的返回值
Integer In=ft.get();
System.out.println(In);
}}
休眠（当前线程主动休眠millis毫秒）
public static void sleep(long millis)放弃（当前线程主动放弃时间片，回到就绪状态，竞争下一次时间片）
public static void yield()加入（当一个线程调用了join方法，这个线程就会先被执行，它执行结束以后才可以去执行其余的线程）
public final void join()//必须先start()，在join()，才有效优先级（线程优先级为1–10，默认为5，优先级越高，表示获取CPU机会越多）
线程对象.setPriority()守护线程
线程对象.setDaemon(true)；设置为守护线程
线程有两类：用户线程（前台线程）、守护线程（后台线程）
如果程序中所有前台线程都执行完毕了，后台线程也会自动结束
垃圾回收器线程属于守护线程
public static void sleep(long millis)当前线程主动休眠millis毫秒
子线程
public class SleepThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"："+i);
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}}PS：sleep()的异常在run方法中是不能抛出的，只能用try–catch处理
测试类
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
SleepThread sleepThread = new SleepThread();
sleepThread.start();
}}结果：每次间隔100ms输出一次
public static void yield()当前线程主动放弃时间片，回到就绪状态，竞争下一次时间片
子线程
public class YieldThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i=1;i<=10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
Thread.yield();//主动放弃资源
}
}}测试类
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
YieldThread yieldThread01 = new YieldThread();
YieldThread yieldThread02 = new YieldThread();
yieldThread01.start();
yieldThread02.start();
}}结果：基本都会交替进行，也会有一个线程连输出
当一个线程调用了join方法，这个线程就会先被执行，它执行结束以后才可以去执行其余的线程，必须先start，再join才有效
子线程
public class JoinThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i=1;i<=10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
}}测试类
public class Test01 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i=1;i<=10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
if(i==5){
JoinThread joinThread = new JoinThread();
joinThread.start();
joinThread.join();
}
}
}}结果：当主线程打印到5的时候，这时候子线程加入进来，就先执行完子线程，在执行主线程
将子线程设置为主线程的伴随线程，主线程停止的时候，子线程也不要继续执行了
注意：先设置，在启动
子线程
public class TestThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<=1000;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}}测试类
public class Test01 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
TestThread daemonThread = new TestThread();
daemonThread.setDaemon(true);//设置守护线程
daemonThread.start();
for (int i=1;i<=10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
Thread.sleep(100);
}
}}结果：当主线程结束时，子线程也跟着结束，并不会继续执行下去打印输出
线程优先级为1-10，默认为5，优先级越高，表示获取CPU机会越多
子线程
public class TestThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<=100;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
}}测试
public class Test01 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
TestThread th2 = new TestThread();
TestThread th3 = new TestThread();
TestThread th4 = new TestThread();
th2.setPriority(10);//设置线程1优先级10
th2.start();
th3.start();//线程2优先级默认不变，为5
th4.setPriority(1);//设置线程3优先级为1
th4.start();
}}结果：优先级（th2>th3>th4）线程3应该在最后打印
需求：模拟三个窗口，每个窗口有100个人，同时抢10张票
使用继承Runnable接口的方法
public class BuyTicketRunnable implements Runnable{
private int ticketNum=10;
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<=100;i++) {
if(ticketNum<=0) break;
System.out.println("在"+Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticketNum+"张票！");
ticketNum--;
}
}}测试方法
public class BuyTicketTest {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Runnable runnable=new BuyTicketRunnable();
Thread th2=new Thread(runnable,"窗口1");
Thread th3=new Thread(runnable,"窗口2");
Thread th4=new Thread(runnable,"窗口3");
th2.start();
th3.start();
th4.start();
}}结果
我们发现，不同窗口会抢到同一张票！！！，这在实际情况是不允许的，这是因为多个线程，在争抢资源的过程中，导致共享的资源出现问题。一个线程还没执行完，另一个线程就参与进来了，开始争抢。（但窗口2抢到第10张票，还没来得及
ticketNum--操作，时间片就用完了，随后被窗口三抢到CPU资源，此时的票数还是10，窗口三也抢到第十张票，也还没来得及ticketNum--操作窗口三时间片由完了，窗口一抢到CPU资源，还是买到了第10张票）
多线程安全问题：
当多线程并发访问临界资源时，如果破坏原子操作，可能会造成数据不一致
临界资源：共享资源（同一对象），一次只能允许一个线程使用，才可以保证其正确性
原子操作：不可分割的多步操作，被视作一个整体，其顺序和步骤不可被打乱或缺省
synchronized（同步监视器）
必须是引用数据类型，不能是基本数据类型
也可以创建一个专门的同步监视器，没有任何业务含义 （new Object）
一般使用共享资源做同步监视器即可
在同步代码块中不能改变同步监视器对象的引用
尽量不要String和包装类Integer做同步监视器，建议使用final修饰同步监视器
对卖票案例改进
public class BuyTicketRunnable implements Runnable{
static Object obj=new Object();
private int ticketNum=10;
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<100;i++) {
//把具有安全隐患的代码锁住即可，如果锁多了就会效率低
synchronized (obj) {//锁必须多个线程用的是同一把锁！！也可以使用this，表示的是该对象本身
System.out.println("在"+Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticketNum+"张票！");
ticketNum--;
}
}
}}
多个代码块使用了同一个同步监视器（锁），锁住一个代码块的同时，也锁住所有使用该锁的所有代码块，其他线程无法访问其中的任何一个代码块
多个代码块使用了同一个同步监视器（锁），锁住一个代码块的同时，也锁住所有使用该锁的所有代码块， 但是没有锁住使用其他同步监视器的代码块，其他线程有机会访问其他同步监视器的代码块
synchronized（同步方法）
不要将run()定义为同步方法
非静态同步方法的同步监视器是this；静态同步方法（static）的同步监视器是 类名.class 字节码信息对象
同步代码块的效率要高于同步方法（原因：同步方法是将线程挡在了方法的外部，而同步代码块锁将线程挡在了代码块的外部，但是却是方法的内部）
同步方法的锁是this，一旦锁住一个方法，就锁住了所有的同步方法；同步代码块只是锁住使用该同步监视器的代码块，而没有锁住使用其他监视器的代码块
买票案例改进
public class BuyTicketRunnable implements Runnable{
private int ticketNum=10;
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<100;i++) {
BuyTicket();
}
}
public synchronized void BuyTicket() {//锁住的是：this，如果是静态方法：当前类.class
if(ticketNum>0) {
System.out.println("在"+Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticketNum+"张票！");
ticketNum--;
}
}}
Lock锁：
DK1.5后新增新一代的线程同步方式:Lock锁，与采用synchronized相比，lock可提供多种锁方案，更灵活
synchronized是Java中的关键字，这个关键字的识别是靠JVM来识别完成的呀。是虚拟机级别的。
但是Lock锁是API级别的，提供了相应的接口和对应的实现类，这个方式更灵活，表现出来的性能优于之前的方式。
对买票案例改进
import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class BuyTicketRunnable implements Runnable{
private int ticketNum=10;
Lock lock=new ReentrantLock();//接口=实现类 可以使用不同的实现类
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<100;i++) {
lock.lock();//打开锁
try {
if(ticketNum>0) {
System.out.println("在"+Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticketNum+"张票！");
ticketNum--;
}
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
//关闭锁：--->即使有异常，这个锁也可以得到释放
lock.unlock();
}
}
}}Lock和synchronized的区别
Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁），synchronized是隐式锁
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）
不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁
出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续
*案例：男孩女孩一起去吃饭，但是桌子上只有两根筷子，如果两个人同时抢到一根筷子而不放弃，这样两个人都吃不上饭，这样就形成死锁了；必须要有一个人放弃争抢，等待另一个人用完，释放资源，这个人之后才会获得两根筷子，两个人才能都吃上饭 *
package 多线程;class Eat{
//代表两个筷子
public static Object o1=new Object();
public static Object o2=new Object();
public static void eat() {
System.out.println("可以吃饭了");
}}class BoyThread extends Thread{
public void run() {
synchronized (Eat.o1) {
System.out.println("男孩拿到了第一根筷子！");
synchronized (Eat.o2) {
System.out.println("男孩拿到了第二根筷子！");
Eat.eat();
}
}
}}class GirlThread extends Thread{
public void run() {
synchronized (Eat.o2) {
System.out.println("女孩拿到了第二根筷子！");
synchronized (Eat.o1) {
System.out.println("女孩拿到了第一根筷子！");
Eat.eat();
}
}
}}public class MyLock {
public static void main(String[] args) {
BoyThread boy=new BoyThread();
GirlThread girl=new GirlThread();
boy.start();
girl.start();
}}结果
解决办法
先让男孩拿到筷子，线程休眠一下，等待男孩用完筷子，在启动女孩线程
public class MyLock {
public static void main(String[] args) {
BoyThread boy=new BoyThread();
GirlThread girl=new GirlThread();
boy.start();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
girl.start();
}}
在写程序中要避免这种死锁：减少同步资源的定义，避免嵌套同步
在Java对象中，有两种池
锁池（
synchronized）等待池（
wait();notify();notifyAll()）
如果一个线程调用了某个对象的wait方法，那么该线程进入到该对象的等待池中（并且已经将锁释放）；
如果未来的某个时刻，另外一个线程调用了相同的对象notify方法或者notifyAll方法，那么该等待池中的线程就会被唤醒，然后进入到对象的锁池里面去获得该对象的锁；
如果获得锁成功后，那么该线程就会沿着wait方法之后的路径继续执行。注意：沿着wait方法之后执行
wait()：的作用是让当前线程进入等待状态，同时，wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。直到其他线程调用此对象的
notify()方法或notifyAll()方法，当前线程被唤醒(进入就绪状态)wait(long timeout)：让当前线程处于“等待(阻塞)状态，直到其他线程调用此对象的
notify()方法或notifyAll()方法，或者超过指定的时间量”，当前线程被唤醒(进入就绪状态)
sleep和wait的区别：sleep进入阻塞状态没有释放锁，wait进入阻塞状态但是同时释放了锁
notify()和notifyAll()的作用，则是唤醒当前对象上的等待线程
notify()是唤醒单个线程
notifyAll()是唤醒所有的线程
案例：
假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费。
如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止。
如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止。
功能分解一：商品类
public class Product {//商品类
private String name;//名字
private String brand;//品牌
boolean flag = false;//设置标记，false表示商品没有，等待生产者生产
public synchronized void setProduct(String name, String brand) {//生产商品，同步方法，锁住的是this
if (flag == true) {//如果flag为true，代表有商品，不生产，等待消费者消费
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//生产商品
this.setName(name);
this.setBrand(brand);
System.out.println("生产者生产了" +this.getBrand() +this.getName());
//生产完，设置标志
flag = true;
//唤醒消费线程
notify();
}
public synchronized void getProduct() {
if (flag == false) {//如果是false，则没有商品，等待生产者生产
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果有商品，消费
System.out.println("消费者消费了" + this.getBrand() +this.getName());
//设置标志
flag = false;
//唤醒线程
notify();
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setBrand(String brand) {
this.brand = brand;
}
public String getBrand() {
return brand;
}}功能分解二：生产者线程
public class ProducterThread extends Thread {//生产者线程
private Product p;
public ProducterThread(Product p) {
this.p = p;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
if(i%2==0){//如果是奇数，就生产巧克力，如果是偶数，就生产方便面
p.setProduct("巧克力","德芙");
}else{
p.setProduct("方便面","康师傅");
}
}
}}功能分解三：消费者线程
public class CustomerThread extends Thread {//消费者线程
private Product pro;
public CustomerThread(Product pro) {
this.pro = pro;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
pro.getProduct();
}
}}功能分解四：测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Product p = new Product();
ProducterThread pth = new ProducterThread(p);
CustomerThread cth = new CustomerThread(p);
pth.start();
cth.start();
}}结果：生产者生产一件商品，消费者消费一件商品，交替进行
到此，相信大家对“java多线程机制是什么”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是亿速云网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！
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