Java多線程
Java中的多線程是一個(gè)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)線程的進(jìn)程。線程是一個(gè)輕量級(jí)的子進(jìn)程，是最小的處理單元。多進(jìn)程和多線程都用于實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理。
但是，一般使用多線程而不是多進(jìn)程，這是因?yàn)榫€程使用共享內(nèi)存區(qū)域。它們不分配單獨(dú)的內(nèi)存區(qū)域以節(jié)省內(nèi)存，并且線程之間的上下文切換比進(jìn)程花費(fèi)的時(shí)間更少。
Java多線程主要用于游戲，動(dòng)畫等。
優(yōu)點(diǎn)
（1）它不會(huì)阻塞用戶，因?yàn)榫€程是獨(dú)立的，可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作。
（2）可以一起執(zhí)行許多操作，因此可以節(jié)省時(shí)間。
（3）線程是獨(dú)立的，因此如果在單個(gè)線程中發(fā)生異常，它不會(huì)影響其他線程。
多任務(wù)處理
多任務(wù)處理是同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)的過(guò)程。使用多任務(wù)來(lái)利用CPU，多任務(wù)處理可以通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：
基于進(jìn)程的多任務(wù)處理（多進(jìn)程）
基于線程的多任務(wù)處理（多線程）
基于進(jìn)程的多任務(wù)處理（多進(jìn)程）
- 每個(gè)進(jìn)程在內(nèi)存中都有一個(gè)地址。 換句話說(shuō)，每個(gè)進(jìn)程分配一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)存區(qū)域。
- 進(jìn)程是重量級(jí)的。
- 進(jìn)程之間的通信成本很高。
- 從一個(gè)進(jìn)程切換到另一個(gè)進(jìn)程需要一些時(shí)間來(lái)保存和加載寄存器，內(nèi)存映射，更新列表等。
基于線程的多任務(wù)處理（多線程）
- 線程共享相同的地址空間。
- 線程是輕量級(jí)的。
- 線程之間的通信成本很低。
注意：一次只執(zhí)行一個(gè)線程。
線程的生命周期（線程狀態(tài)）
線程可以處于五種狀態(tài)之一。 根據(jù)sun解釋，線程生命周期在java中有以下幾種狀態(tài):初始(NEW) ，運(yùn)行(RUNNABLE)，阻塞(BLOCKED)，等待(WAITING)，超時(shí)等待(TIMED_WAITING)和終止(TERMINATED)。
java中線程的生命周期由JVM控制，java線程狀態(tài)如下:
- 初始(NEW):新創(chuàng)建了一個(gè)線程對(duì)象，但還沒(méi)有調(diào)用start()方法。
-
運(yùn)行(RUNNABLE):Java線程中將就緒(ready)和運(yùn)行中(running)兩種狀態(tài)籠統(tǒng)的稱為“運(yùn)行”。
線程對(duì)象創(chuàng)建后，其他線程(比如main線程)調(diào)用了該對(duì)象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運(yùn)行線程池中，等待被線程調(diào)度選中，獲取CPU的使用權(quán)，此時(shí)處于就緒狀態(tài)(ready)。就緒狀態(tài)的線程在獲得CPU時(shí)間片后變?yōu)檫\(yùn)行中狀態(tài)(running)。 - 阻塞(BLOCKED):表示線程阻塞于鎖。
- 等待(WAITING):進(jìn)入該狀態(tài)的線程需要等待其他線程做出一些特定動(dòng)作(通知或中斷)。
- 超時(shí)等待(TIMED_WAITING):該狀態(tài)不同于WAITING，它可以在指定的時(shí)間后自行返回。
- 終止(TERMINATED):表示該線程已經(jīng)執(zhí)行完畢。
新建狀態(tài):
使用 new 關(guān)鍵字和 Thread 類或其子類建立一個(gè)線程對(duì)象后，該線程對(duì)象就處于新建狀態(tài)。它保持這個(gè)狀態(tài)直到程序 start() 這個(gè)線程。
就緒狀態(tài)
當(dāng)線程對(duì)象調(diào)用了start()方法之后，該線程就進(jìn)入就緒狀態(tài)。就緒狀態(tài)的線程處于就緒隊(duì)列中，要等待JVM里線程調(diào)度器的調(diào)度。
運(yùn)行狀態(tài)
如果就緒狀態(tài)的線程獲取 CPU 資源，就可以執(zhí)行 run()，此時(shí)線程便處于運(yùn)行狀態(tài)。處于運(yùn)行狀態(tài)的線程最為復(fù)雜，它可以變?yōu)樽枞麪顟B(tài)、就緒狀態(tài)和死亡狀態(tài)。
阻塞狀態(tài):
如果一個(gè)線程執(zhí)行了sleep（睡眠）、suspend（掛起）等方法，失去所占用資源之后，該線程就從運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)。在睡眠時(shí)間已到或獲得設(shè)備資源后可以重新進(jìn)入就緒狀態(tài)?？梢苑譃槿N：
-
等待阻塞：運(yùn)行狀態(tài)中的線程執(zhí)行 wait() 方法，使線程進(jìn)入到等待阻塞狀態(tài)。
-
同步阻塞：線程在獲取 synchronized 同步鎖失敗(因?yàn)橥芥i被其他線程占用)。
-
其他阻塞：通過(guò)調(diào)用線程的 sleep() 或 join() 發(fā)出了 I/O 請(qǐng)求時(shí)，線程就會(huì)進(jìn)入到阻塞狀態(tài)。當(dāng)sleep() 狀態(tài)超時(shí)，join() 等待線程終止或超時(shí)，或者 I/O 處理完畢，線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。
死亡狀態(tài)
一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的線程完成任務(wù)或者其他終止條件發(fā)生時(shí)，該線程就切換到終止?fàn)顟B(tài)。
創(chuàng)建線程
創(chuàng)建一個(gè)線程有三種方法:
- 通過(guò)擴(kuò)展
Thread類。 - 通過(guò)實(shí)現(xiàn)
Runnable接口。 - 通過(guò) Callable 和 Future 創(chuàng)建線程。
Thread類Thread類提供了在線程上創(chuàng)建和執(zhí)行操作的構(gòu)造函數(shù)和方法。Thread類擴(kuò)展了Object類并實(shí)現(xiàn)了Runnable接口。
常用的Thread類構(gòu)造函數(shù)
Thread()Thread(String name)Thread(Runnable r)Thread(Runnable r,String name)
Thread類的常用方法:
public void run(): 用于執(zhí)行線程的操作。public void start(): 開(kāi)始執(zhí)行線程，JVM調(diào)用線程上的run()方法。public void sleep(long miliseconds): 使當(dāng)前正在執(zhí)行的線程休眠(暫時(shí)停止執(zhí)行)達(dá)指定的毫秒數(shù)。public void join(): 等待線程死亡。public void join(long miliseconds): 按指定的毫秒數(shù)等待線程死亡。public int getPriority(): 返回線程的優(yōu)先級(jí)。public int setPriority(int priority): 更改線程的優(yōu)先級(jí)。public String getName(): 返回線程的名稱。public void setName(String name): 更改線程的名稱。public int getId():返回線程的編號(hào)(ID)。public Thread.State getState(): 返回線程的狀態(tài)。public boolean isAlive(): 測(cè)試線程是否處于活動(dòng)狀態(tài)。public void yield(): 使當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對(duì)象暫時(shí)暫停并允許其他線程執(zhí)行。public void suspend(): 用于掛起線程(depricated)。public void resume(): 用于恢復(fù)掛起的線程(depricated)。public void stop(): 用于停止線程(depricated)。public boolean isDaemon(): 測(cè)試該線程是否為守護(hù)進(jìn)程線程。public void setDaemon(boolean b): 將線程標(biāo)記為守護(hù)進(jìn)程或用戶線程。public void interrupt(): 中斷線程。public boolean isInterrupted(): 測(cè)試線程是否被中斷。public static boolean interrupted(): 測(cè)試當(dāng)前線程是否已被中斷。
Runnable接口:Runnable接口應(yīng)由任何其實(shí)例由線程執(zhí)行類實(shí)現(xiàn)。Runnable接口只有一個(gè)run()方法。
public void run(): 用于執(zhí)行線程的操作。
啟動(dòng)線程:
Thread類的start()方法用于啟動(dòng)新創(chuàng)建的線程。它執(zhí)行以下任務(wù):
- 一個(gè)新線程啟動(dòng)(使用新的callstack)。
- 線程從
New狀態(tài)移動(dòng)到Runnable狀態(tài)。- 當(dāng)線程有機(jī)會(huì)執(zhí)行時(shí)，它的目標(biāo)
run()方法將運(yùn)行。
示例
1. 通過(guò)擴(kuò)展Thread類線程示例
package com.yiibai;
class Multi extends Thread {
public void run() {
System.out.println("thread is running...");
}
public static void main(String args[]) {
Multi t1 = new Multi();
t1.start();
}
}
執(zhí)行上面示例代碼，得到以下結(jié)果:
thread is running...
2. 通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口的線程示例
package com.yiibai;
class Multi implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("thread is running...");
}
public static void main(String args[]) {
Multi m1 = new Multi();
Thread t1 = new Thread(m1);
t1.start();
}
}
執(zhí)行上面示例代碼，得到以下結(jié)果:
thread is running...
如果沒(méi)有擴(kuò)展Thread類，類對(duì)象就不會(huì)被視為一個(gè)線程對(duì)象。所以需要明確地創(chuàng)建Thread類對(duì)象。傳遞實(shí)現(xiàn)Runnable類的對(duì)象，以便類的run()方法可以執(zhí)行。
3.通過(guò) Callable 和 Future 創(chuàng)建線程
- 創(chuàng)建 Callable 接口的實(shí)現(xiàn)類，并實(shí)現(xiàn) call() 方法，該 call() 方法將作為線程執(zhí)行體，并且有返回值。
- 創(chuàng)建 Callable 實(shí)現(xiàn)類的示例，使用 FutureTask 類來(lái)包裝 Callable 對(duì)象，該 FutureTask 對(duì)象封裝了該 Callable 對(duì)象的 call() 方法的返回值。
- 使用 FutureTask 對(duì)象作為 Thread 對(duì)象的 target 創(chuàng)建并啟動(dòng)新線程。
- 調(diào)用 FutureTask 對(duì)象的 get() 方法來(lái)獲得子線程執(zhí)行結(jié)束后的返回值。
public class Zeus implements Callable<Integer> {
public static void main(String[] args)
{
CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);
for(int i = 0;i < 100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循環(huán)變量i的值"+i);
if(i==20)
{
new Thread(ft,"有返回值的線程").start();
}
}
try
{
System.out.println("子線程的返回值："+ft.get());
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public Integer call() throws Exception
{
int i = 0;
for(;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
return i;
}
}創(chuàng)建線程的三種方式的對(duì)比
- ?采用實(shí)現(xiàn) Runnable、Callable 接口的方式創(chuàng)建多線程時(shí)，線程類只是實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口或 Callable 接口，還可以繼承其他類。
-
使用繼承 Thread 類的方式創(chuàng)建多線程時(shí)，編寫簡(jiǎn)單，如果需要訪問(wèn)當(dāng)前線程，則無(wú)需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可獲得當(dāng)前線程。
線程的幾個(gè)主要概念
在多線程編程時(shí)，你需要了解以下幾個(gè)概念：
線程同步
線程間通信
線程死鎖
Java線程調(diào)度程序
Java的線程調(diào)度程序是JVM的一部分，它決定應(yīng)該運(yùn)行哪個(gè)線程。無(wú)法保證線程調(diào)度程序?qū)⑦x擇運(yùn)行哪個(gè)可運(yùn)行線程。
一次只能有一個(gè)線程在一個(gè)進(jìn)程中運(yùn)行。線程調(diào)度程序主要使用搶占式或時(shí)間切片調(diào)度來(lái)調(diào)度線程。
搶占式調(diào)度與時(shí)間分片的區(qū)別文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-643826.html
在搶占式調(diào)度下，優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)一直執(zhí)行，直到它進(jìn)入等待或死亡狀態(tài)或更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)出現(xiàn)。 在時(shí)間切片下，任務(wù)執(zhí)行預(yù)定義的一段時(shí)間，然后重新進(jìn)入就緒任務(wù)池。 然后，調(diào)度程序根據(jù)優(yōu)先級(jí)和其他因素確定接下來(lái)應(yīng)執(zhí)行的任務(wù)。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-643826.html
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