先從線程的創建說起.線程的創建一共有兩種形式:
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一種是繼承自Thread類.Thread 類是一個具體的類，即不是抽象類，該類封裝了線程的行爲。要創建一個線程，程序員必須創建一個從 Thread 類導出的新類。程序員通過覆蓋 Thread 的 run() 函數來完成有用的工作。用戶並不直接調用此函數；而是通過調用 Thread 的 start() 函數，該函數再調用 run()。
例如:
public class Test extends Thread{
public Test(){
}
public static void main(String args[]){
Test t1 = new Test();
Test t2 = new Test();
t1.start();
t2.start();
}
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"**|----|**"+i);
} }
}
結果：t1和t2兩個線程就交叉執行的，即t1執行一會兒，t2執行一會兒。
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另一種是實現Runnable接口,此接口只有一個函數，run()，此函數必須由實現了此接口的類實現。
例如:
public class Test implements Runnable{
Thread thread1;
Thread thread2;
public Test(){
thread1 = new Thread(this,"1");
thread2 = new Thread(this,"2");
}
public static void main(String args[]){
Test t = new Test();
t.startThreads();
}
public void run(){
//do thread's things
}
public void startThreads(){
thread1.start();
thread2.start();
}
}
兩種創建方式看起來差別不大,但是弄不清楚的話，也許會將你的程序弄得一團糟。兩者區別有以下幾點：
1.當你想繼承某一其它類時,你只能用後一種方式.
2.第一種因爲繼承自Thread,只創建了自身對象,但是在數量上，需要幾個線程，就得創建幾個自身對象；第二種只創建一個自身對象，卻創建幾個Thread對象.而兩種方法重大的區別就在於此，請你考慮：如果你在第一種裏創建數個自身對象並且start()後，你會發現好像synchronized不起作用了，已經加鎖的代碼塊或者方法居然同時可以有幾個線程進去，而且同樣一個變量，居然可以有好幾個線程同時可以去更改它。（例如下面的代碼）這是因爲，在這個程序中，雖然你起了數個線程，可是你也創建了數個對象，而且，每個線程對應了每個對象也就是說，每個線程更改和佔有的對象都不一樣，所以就出現了同時有幾個線程進入一個方法的現象，其實，那也不是一個方法，而是不同對象的相同的方法。所以，這時候你要加鎖的話，只能將方法或者變量聲明爲靜態，將static加上後，你就會發現，線程又能管住方法了，同時不可能有兩個線程進入同樣一個方法，那是因爲，現在不是每個對象都擁有一個方法了，而是所有的對象共同擁有一個方法，這個方法就是靜態方法。
而你如果用第二種方法使用線程的話，就不會有上述的情況，因爲此時，你只創建了一個自身對象，所以，自身對象的屬性和方法對於線程來說是共有的。
因此，建議最好用後一種方法來使用線程。
public class mainThread extends Thread{
int i=0;
public static void main(String args[]){
mainThread m1 = new mainThread();
mainThread m2 = new mainThread();
mainThread m3 = new mainThread();
mainThread m4 = new mainThread();
mainThread m5 = new mainThread();
mainThread m6 = new mainThread();
m1.start();
m2.start();
m3.start();
m4.start();
m5.start();
m6.start();
}
public synchronized void t1(){
i=++i;
try{
Thread.sleep(500);
}
catch(Exception e){}
//每個線程都進入各自的t1()方法，分別打印各自的i
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
public void run(){
synchronized(this){
while (true) {
t1();
}
}
}
}
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下面我們來講synchronized的4種用法吧:
1.方法聲明時使用,放在範圍操作符(public等)之後,返回類型聲明(void等)之前.即一次只能有一個線程進入該方法,其他線程要想在此時調用該方法,只能排隊等候,當前線程(就是在synchronized方法內部的線程)執行完該方法後,別的線程才能進入.
例如:
public synchronized void synMethod() {
//方法體
}
2.對某一代碼塊使用,synchronized後跟括號,括號裏是變量,這樣,一次只有一個線程進入該代碼塊.例如:
public int synMethod(int a1){
synchronized(a1) {
//一次只能有一個線程進入
}
}
3.synchronized後面括號裏是一對象,此時,線程獲得的是對象鎖.例如:
public class MyThread implements Runnable {
public static void main(String args[]) {
MyThread mt = new MyThread();
Thread t1 = new Thread(mt, "t1");
Thread t2 = new Thread(mt, "t2");
Thread t3 = new Thread(mt, "t3");
Thread t4 = new Thread(mt, "t4");
Thread t5 = new Thread(mt, "t5");
Thread t6 = new Thread(mt, "t6");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
t5.start();
t6.start();
}
public void run() {
synchronized (this) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
}
對於3,如果線程進入,則得到對象鎖,那麼別的線程在該類所有對象上的任何操作都不能進行.在對象級使用鎖通常是一種比較粗糙的方法。爲什麼要將整個對象都上鎖，而不允許其他線程短暫地使用對象中其他同步方法來訪問共享資源？如果一個對象擁有多個資源，就不需要只爲了讓一個線程使用其中一部分資源，就將所有線程都鎖在外面。由於每個對象都有鎖，可以如下所示使用虛擬對象來上鎖：
class FineGrainLock {
MyMemberClass x, y;
Object xlock = new Object(), ylock = new Object();
public void foo() {
synchronized(xlock) {
//access x here
}
//do something here - but don't use shared resources
synchronized(ylock) {
//access y here
}
}
public void bar() {
synchronized(this) {
//access both x and y here
}
//do something here - but don't use shared resources
}
}
4.synchronized後面括號裏是類.例如:
class ArrayWithLockOrder{
private static long num_locks = 0;
private long lock_order;
private int[] arr;
public ArrayWithLockOrder(int[] a)
{
arr = a;
synchronized(ArrayWithLockOrder.class) {//-----------------------------------------這裏
num_locks++; // 鎖數加 1。
lock_order = num_locks; // 爲此對象實例設置唯一的 lock_order。
}
}
public long lockOrder()
{
return lock_order;
}
public int[] array()
{
return arr;
}
}
class SomeClass implements Runnable
{
public int sumArrays(ArrayWithLockOrder a1,
ArrayWithLockOrder a2)
{
int value = 0;
ArrayWithLockOrder first = a1; // 保留數組引用的一個
ArrayWithLockOrder last = a2; // 本地副本。
int size = a1.array().length;
if (size == a2.array().length)
{
if (a1.lockOrder() > a2.lockOrder()) // 確定並設置對象的鎖定
{ // 順序。
first = a2;
last = a1;
}
synchronized(first) { // 按正確的順序鎖定對象。
synchronized(last) {
int[] arr1 = a1.array();
int[] arr2 = a2.array();
for (int i=0; i<size; i++)
value += arr1[i] + arr2[i];
}
}
}
return value;
}
public void run() {
//...
}
}
對於4,如果線程進入,則線程在該類中所有操作不能進行,包括靜態變量和靜態方法,實際上,對於含有靜態方法和靜態變量的代碼塊的同步,我們通常用4來加鎖.
以上4種之間的關係：
鎖是和對象相關聯的，每個對象有一把鎖，爲了執行synchronized語句，線程必須能夠獲得synchronized語句中表達式指定的對象的鎖，一個對象只有一把鎖，被一個線程獲得之後它就不再擁有這把鎖，線程在執行完synchronized語句後，將獲得鎖交還給對象。
在方法前面加上synchronized修飾符即可以將一個方法聲明爲同步化方法。同步化方法在執行之前獲得一個鎖。如果這是一個類方法，那麼獲得的鎖是和聲明方法的類相關的Class類對象的鎖。如果這是一個實例方法，那麼此鎖是this對象的鎖。
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下面談一談一些常用的方法:
wait(),wait(long),notify(),notifyAll()等方法是當前類的實例方法,
wait()是使持有對象鎖的線程釋放鎖;
wait(long)是使持有對象鎖的線程釋放鎖時間爲long(毫秒)後,再次獲得鎖,wait()和wait(0)等價;
notify()是喚醒一個正在等待該對象鎖的線程,如果等待的線程不止一個,那麼被喚醒的線程由jvm確定;
notifyAll是喚醒所有正在等待該對象鎖的線程.
在這裏我也重申一下,我們應該優先使用notifyAll()方法,因爲喚醒所有線程比喚醒一個線程更容易讓jvm找到最適合被喚醒的線程.
對於上述方法,只有在當前線程中才能使用,否則報運行時錯誤java.lang.IllegalMonitorStateException: current thread not owner.
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下面,我談一下synchronized和wait()、notify()等的關係:
1.有synchronized的地方不一定有wait,notify
2.有wait,notify的地方必有synchronized.這是因爲wait和notify不是屬於線程類，而是每一個對象都具有的方法，而且，這兩個方法都和對象鎖有關，有鎖的地方，必有synchronized。
另外，請注意一點：如果要把notify和wait方法放在一起用的話，必須先調用notify後調用wait，因爲如果調用完wait，該線程就已經不是current thread了。如下例：
import java.lang.Runnable;
import java.lang.Thread;
public class DemoThread
implements Runnable {
public DemoThread() {
TestThread testthread1 = new TestThread(this, "1");
TestThread testthread2 = new TestThread(this, "2");
testthread2.start();
testthread1.start();
}
public static void main(String[] args) {
DemoThread demoThread1 = new DemoThread();
}
public void run() {
TestThread t = (TestThread) Thread.currentThread();
try {
if (!t.getName().equalsIgnoreCase("1")) {
synchronized (this) {
wait();
}
}
while (true) {
System.out.println("@time in thread" + t.getName() + "=" +
t.increaseTime());
if (t.getTime() % 10 == 0) {
synchronized (this) {
System.out.println("****************************************");
notify();
if (t.getTime() == 100)
break;
wait();
}
}
}
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class TestThread
extends Thread {
private int time = 0;
public TestThread(Runnable r, String name) {
super(r, name);
}
public int getTime() {
return time;
}
public int increaseTime() {
return++time;
}
}
下面我們用生產者/消費者這個例子來說明他們之間的關係:
public class test {
public static void main(String args[]) {
Semaphore s = new Semaphore(1);
Thread t1 = new Thread(s, "producer1");
Thread t2 = new Thread(s, "producer2");
Thread t3 = new Thread(s, "producer3");
Thread t4 = new Thread(s, "consumer1");
Thread t5 = new Thread(s, "consumer2");
Thread t6 = new Thread(s, "consumer3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
t5.start();
t6.start();
}
}
class Semaphore
implements Runnable {
private int count;
public Semaphore(int n) {
this.count = n;
}
public synchronized void acquire() {
while (count == 0) {
try {
wait();
}
catch (InterruptedException e) {
//keep trying
}
}
count--;
}
public synchronized void release() {
while (count == 10) {
try {
wait();
}
catch (InterruptedException e) {
//keep trying
}
}
count++;
notifyAll(); //alert a thread that's blocking on this semaphore
}
public void run() {
while (true) {
if (Thread.currentThread().getName().substring(0,8).equalsIgnoreCase("consumer")) {
acquire();
}
else if (Thread.currentThread().getName().substring(0,8).equalsIgnoreCase("producer")) {
release();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + count);
}
}
}
生產者生產,消費者消費,一般沒有衝突,但當庫存爲0時,消費者要消費是不行的,但當庫存爲上限(這裏是10)時,生產者也不能生產.請好好研讀上面的程序,你一定會比以前進步很多.
上面的代碼說明了synchronized和wait,notify沒有絕對的關係,在synchronized聲明的方法、代碼塊中,你完全可以不用wait,notify等方法,但是,如果當線程對某一資源存在某種爭用的情況下,你必須適時得將線程放入等待或者喚醒.