浅谈Java多线程编程

崔 妍

哈尔滨铁道职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150081

1 多线程编程形式

创建线程需要一定的步骤，首先要创建线程，然后为其指定工作，当工作结整后再毙掉该线程。通常在Java中线程的编程形式通常有两种，第一种所创建的线程类是经过继承Thread类实现的，再用该线程重载run（）；另外一种是建立一个Runnable接口类，因为Java无法支持多继承性，因此如果要求类通过线程方式运行，并且继承其它类，就要采用唯一的方法——run（）来实现Runnable接口，该方法就成为线程主函数。不同的程序运行方式不同所产生的结果也必然不同，主要由于两个原因，一是由于循环中有个随机暂停，另外一个重要的原因是由于无法保证线程的执行时间。Java按照其时间表来运行这些进程，每个线程可以有一个优先级与其相关联。

2 设置线程的优先级

利用调度程序来完成线程的运行，调度方法有协作和抢先两形式，相比之下抢先式在资源调度方面较之协作式有更大优势，Java恰恰支持抢先式，所以分配优先级能力在多线程程式中十分重要，线程调度的决策就是以其为参照进行，程式中的某些部分也会根据其重要程度而变化，从而保证它的优先级与其价值是相对应的。优先级的设这要注意几点：一是确定优先级必须采用1～10之间的整数；二是父线程的优先级要被子线程所继承；三是线程的优先级可以通过setpriority（）的调用进行改变。Java会先择最高优先级的线程来执行，因此编写程式时，要注意有些线程优先级较低，但也要给其执行的机会，此时优先级高的线程可以适当进入休眠状态。

3 同步机制

在多线程程式中，所有线程都是各自独立的执行体，不过线程代码的模式却是相同的，如果这些线程要协同工作，那么一定要注意其线程代码是不是能够重入控制，所以Java就提供了相应的同步机制，从而阻止多个线程的一个或者多个关键代码在任意时间执行该代码。该机制是建立在锁的概念和监视器基础上的，其中监视器是关键代码周围的保护，锁则是监视器阻止线程进入监视器的软件。其基本理念是：如果一个线程要进入监视器所监视的关键代码，该线程要获取一个与之相关的锁；如果别的线程在使用这个锁，那么Java就会强制性的要求其在一个与锁以及监视器相关的区域进行等待；当锁被释放时，Java就移出等待状态中的线程，同意其获取琐，并对监视器的关键代码进行相应处理。Java自带monitorexit以及monitorenter指令与锁和监视器同步工作，不过这种级别相对较低，我们可以使用以下两种方法执行线程同步：

3.1 synchronized方法

把synchronized的关键字加入到方法声明中，来声明synchronized（）方法。在synchronized（）方法中，类成员变量访问由synchronized（）方法控制，每个类实例都会对应一个琐，如果synchronized（）方法要执行就要获取相应的锁，否则会阻塞所属的线程。一旦该方法进入执行状态就会独占一个锁，并且直至其返回才会释放。这种机制可以确保在同一时间对每个类实例，它的声明为synchronized的成员函数最多只能有一个处于执行状态，从而避免了类成员变量访问产生冲突。JAVA中每个类都对应一把这样的锁，因此要控制其访问类的静态成员变量，就可以把类的静态成员函数声明为synchronized。

3.2 synchronized块

上述方法中，如果代码量较多，则声明的效率会大受影响，因此我们可以用synchronized块来解决该问题。synchronized块中要获取SynObject对应的锁才可以执行，因为可以对任何代码块并且上锁的对象可以任意指定，因此相对synchronized块方法有较高的灵活性。

4 线程阻塞和死锁

既然进行多线程编程就不得不考虑访问共享资源的问题。虽然上述JAVA同步机制可以控制线程代码重入，但很多时候多个线程在各自的执行过程中，会访问诸如存储处理等同一处资源，因为线程不同，其所执行的时机也不一致，所以为了防止不同线程在访问共享资源时修改其内容，JAVA就提供了相应的阻塞机制来解决该问题，支持阻塞的方法有以下几种：

1）线程阻塞的方法

第一种是sleep（）：该方法同意指定毫秒为单位的时间段作为参数，可以使线程在其指定时间段内不用得到CPU时间还可以进入阻塞状态，当指定时间过去后，线程即可进入执行状态；第二种是resume（）以及suspend（）：要将这两种方法进行配合使用，suspend（）会使线程保持阻塞状态，并且无法自动恢复，只有当调用resume（）时，才可以重新使线程进入执行状态；第三种是yield（）：该方法使得线程放弃当前得到的CPU时间，但是无法阻塞线程，因此线程仍然处于执行状态中，并且可以随时再取得CPU时间。当调用yield（）时其效果等价于调度程序，认为该线程已经执行了足够的时间，转达向另一个线程；第四种方法是notify（）以及wait（）：要将两种方法配合使用。其中wait（）有两种形式使线程进入阻塞状态，一种是同意指定一段时间为参数，如果与其以对应的notify（）超出所指定的时间或者被调用，线程可以重新执行；另外一种是不指定参数，此时就要等到调用notify（）才可以解除。这种配套使用的方法与上述resume（）、suspend（）的区别就在于该方法阻塞时不会释放锁，而resume（）、suspend（）刚好相反。

2）注意事项

notify（）和wait（）属于Thread类，而resume（）和suspend（）则属于Object类，即所有对象都有这一对方法，在阻塞时要释放所占用的锁。由于任何对象都有锁，所以调用任何对象wait（）法都会导致线程阻塞，且对象的锁也被释放；如果调用任何对象notify（）法，就会导致调用该对象的wait（）法阻塞线程中随机选择任意一个解除阻塞。此外，调用不指定超时期限的wait（）法以及suspend（）法，都有产生死锁的可能，JAVA在语言级别上并不支持避免死锁，因此在编程过程中要注意加以控制，避免死锁。

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