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java 多线程基础

MarvinZhang / 2677人阅读

摘要:每个进程包含一到多个线程。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。

进程和线程

每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合,或者是程序的特殊段,它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理,程序的运行速度可能加快,在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
如果有大量的线程,会影响性能,因为操作系统需要在它们之间切换,更多的线程需要更多的内存空间,线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的,需要防止线程死锁情况的发生。
总结:进程是所有线程的集合,每一个线程是进程中的一条执行路径。
推荐阅读:http://www.ruanyifeng.com/blo...

多线程应用场景

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创建方式 继承Thread类 重写run方法

MyThread:

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

测试接口:

@GetMapping("test-my-thread")
public void testMyThead() {
    MyThread myThread = new MyThread();
    System.out.println("start thread");
    myThread.start();
    System.out.println("end thread");
}

测试结果:

start thread

end thread

循环i

Runnable接口,重写run方法

Mythread2

public class Mythread2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

测试接口

@GetMapping("test-my-thread2")
public void testMyThead2() {
    Mythread2 mythread2 = new Mythread2();
    System.out.println("start thread");
    new Thread(mythread2).start();
    System.out.println("end thread");
}

测试结果:

start thread

end thread

循环i

使用匿名内部类方式

测试接口

@GetMapping("test-my-thread3")
public void testMyThead3() {
    new Thread(() -> {
        System.out.println("start thread");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
        System.out.println("end thread");
    }).start();
}

测试结果:

start thread

end thread

循环i

常见问题

继承Thread?实现Runnable接口?
推荐使用实现Runnable接口,因为java是单继承多实现的

start方法?run方法?
start开启线程,等待cpu去执行;run是实例调用

常用API 常用线程构造函数

Thread() 无参构造

Thread(String name) 指定Thread名称

Thread(Runable r) 参数为Runable

Thread(Runable r, String name) 参数为Runable和Thread名称

Thread关于自身信息的API

setName(String name)/getName() 读写线程名称

isDaemon() 判断该线程是否是守护线程

getId() 获取当前jvm中该线程的唯一标示

isAlive() 判断该线程是否存活,标准是线程已启动但还没有执行完毕

getState() 获取该线程状态,返回值为枚举,包括NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING和TERMINATED

currentThread() 获取当前线程对象

Thread关于执行的API

start() 启动线程

run() 实例方法执行线程代码,并没有启动一个新的线程

join(long millis, int nanos) 保证指定时间以内,在JVM中只有该线程在运行。millis是等待的毫秒数,nanos是微秒数(参数可省)。如果millis填0,则一直等到当前线程执行完毕,JVM才会调度其他线程执行

yield() 当该线程让出CPU,给其他线程一个获取调度的机会,但是不确保一定会调度到其他线程上

sleep(long millis, int nanos) 让该线程在指定时间以内休眠,需要注意的是在休眠过程中该线程不会释放持有的锁。millis是等待的毫秒数,nanos是微秒数(参数可省)

Stop() 停止线程

多线程运行状态

新建状态
当用new操作符创建一个线程时, 例如new Thread(r),线程还没有开始运行,此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时,程序还没有开始运行线程中的代码
就绪状态
一个新创建的线程并不自动开始运行,要执行线程,必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程,start()方法创建线程运行的系统资源,并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后,线程就处于就绪状态。
处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法,线程还必须同其他线程竞争CPU时间,只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中,不可能同时运行多个线程,一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。
运行状态
当线程获得CPU时间后,它才进入运行状态,真正开始执行run()方法.
阻塞状态
线程运行过程中,可能由于各种原因进入阻塞状态:
    1. 线程通过调用sleep方法进入睡眠状态;
    2. 线程调用一个在I/O上被阻塞的操作,即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者;
    3. 线程试图得到一个锁,而该锁正被其他线程持有;
    4. 线程在等待某个触发条件;
死亡状态
有两个原因会导致线程死亡:
1) run方法正常退出而自然死亡,
2) 一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。
为了确定线程在当前是否存活着(就是要么是可运行的,要么是被阻塞了),需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞,这个方法返回true; 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的, 或者线程死亡了,则返回false.



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