java多线程（一）：初步了解线程

一、线程生命周期#

一个线程被实例化完成，到线程销毁的中间过程

1.新生态：New#

一个线程对象被实例化完成，但是没有做任何操作

2.就绪态度：Ready#

一个线程被开启，并且开始抢占CPU时间

3.运行态：Run#

一个进程抢到的CPU时间片，并且开始执行线程中的逻辑

4.阻塞态：Interrupt#

一个线程运行中，放弃了已经获取的CPU时间片，不再参与CPU时间片的抢占，此时线程处于挂起状态

5.死亡态：Dead#

一个线程对象需要被销毁

二、简单创建线程的两种方式#

1.继承Thread类来创建#

步骤如下：

• 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法
• 创建Thread子类的实例、
• 调用线程的start()方法启动线程

/**
 * 1.继承Thread类，自定义线程类
 */
class MyThread extends Thread {
    /**
     * 重写run方法，将并发任务写入
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是线程中run的方法,执行次数" + (i + 1));
        }
    }

    /**
     * 线程的命名
     */
    public MyThread(String name) {
        //在可以在实例化线程时向Thread类的构造方法传参
        super(name);
        
        //也可以调用set方法
        this.setName(name);
    }
}

2.实现Runnable接口创建#

步骤如下：

• 定义Runnable接口的实现类，重写run()方法
• 创建Runnable实现类的实例，并在实例化Thread类时传入
• 调用线程对象的start()方法来启动线程

/**
 * 2.通过runablele接口
 * @return
 */
Thread getRunable() {
    Runnable runnable = () -> {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是线程中Runable的方法,执行次数" + (i + 1));
        }
    };
    return new Thread(runnable);
}

三、Thread线程类常用方法#

Thread类有以下方法：

• String getName()：返回该线程的名称。

• void setName(String name)：设置线程名称

• int getPriority()：获取线程的优先级。

• void setPriority(int newPriority)：修改线程的优先级。

• boolean isDaemon()：获取该线程是否为守护线程。

• void setDaemon(boolean on)：将该线程标记为守护线程或用户线程。

• static void sleep(long millis)：线程阻塞

• void interrupt()：中断线程。

• static void yield()：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

• void join()：等待该线程终止。

• void run()：线程的执行体

• void start() ：启动线程

• 从Object类继承来的方法：void notify()；void wait()

下面对常用方法做一下简略的演示：

1.sleep 阻塞#

Thread.sleep(times)

使当前线程从Running状态放弃处理器进入Block状态,休眠times毫秒，再返回Runnable状态。

/**
 * 1.线程阻塞
 */
void setSleect(){
    new Thread(() -> {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("我是要阻塞的线程,执行次数" + (i + 1));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }, "sleepThread").start();
}

2.priority 优先级#

setPriority(int newPriority)

按1-10为线程的时间片分配机会设置优先级，优先级越高，执行概率越高

按以下实例，最终结果是线程1比线程2更早循环完100次

/**
 * 2.设置时间优先级
 */
void setPriority() {
    Runnable runnable = () -> {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":执行第" + (i + 1) + "次");
        }
    };

    Thread thread1 = new Thread(runnable, "线程1");
    Thread thread2 = new Thread(runnable, "线程2");

    //设置优先级
    thread1.setPriority(10);
    thread2.setPriority(1);

    //启动
    thread1.start();
    thread2.start();
}

3.yield 线程礼让#

Thread.yield()

让出当前线程对象分配到的cup时间片，执行其他线程。

/**
 * 设置线程礼让
 */
void setThreadYield() {
    Thread thread1 = new Thread(getRunable(10), "线程1");
    Thread thread2 = new Thread(getRunable(35), "线程2");

    //启动
    thread1.start();
    thread2.start();
}

Runnable getRunable(int yieldNum) {
    return new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                //设置在第几个数字的时候进行礼让
                if (i == yieldNum) {
                    Thread.yield();
                    System.out.println("我让位！");
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":执行第" + (i + 1) + "次");

            }
        }
    };
}

3. join 等待线程#

Thread.join()

让当前线程进入等待队列，带某线程执行完毕后当前线程再开始执行，可以理解为将两个线程的关系由并行变为串行，但是并不影响其他线程的并行执行

/**
 * join
 */
void getJoin() {
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        System.out.println("t1执行了！");

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("t1:" + i);
        }
    });

    Thread t2 = new Thread(() -> {
        System.out.println("t2等待t1执行完毕....");
        try {
            t1.join();

            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println("t2:" + i);
            }

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("t2执行了！");
    });

    Thread t3 = new Thread(() -> {
        System.out.println("t3不等待t1执行完毕....");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("t3:" + i);
        }
        System.out.println("t3执行了！");
    });

    t1.start();
    t3.start();
    t2.start();
}

四、创建几个线程合适？#

对于CPU密集型的计算场景，理论上线程的数量=CPU核数就是最合适的。不过在工程上，线程的数量一般会设置为CPU核数+1，这样的话，当线程因为偶尔的内存页失效或其他原因导致阻塞时，这个额外的线程可以顶上，从而保证CPU的利用率

对于I/O密集型的计算场景，最佳线程数=1+(I/O耗时/CPU耗时)

针对多核CPU，我目前见过两种比较合理的公式：

1. 最佳线程数=CPU核数×[1+(I/O耗时/CPU耗时)]
2. 线程数=CPU核数×目标CPU利用率×(1+平均等待时间/平均工作时间)

参考：

java多线程：创建多少线程才合适？

线程数究竟设多少合适