Java多线程

Java多线程

程序、进程和线程

一、程序

• 程序是存储在磁盘上， 包含可执行机器指令和数据的静态实体。 即进程或者任务是处于活动状态的计算机程序。

二、进程

• 进程是资源（CPU、内存等）分配的基本单位，它是程序执行时的一个实例，即运行中的程序。

• 一个运行着的程序，可能有多个进程。进程在操作系统中执行特定的任务。

• 程序运行时系统就会创建一个进程，并为它分配资源，然后把该进程放入进程就绪队列，进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间，程序开始真正运行。

三、 线程

• 线程就是程序的执行路线，即进程内部的控制序列，或者说是进程的子任务。
• 线程，轻量级，不拥有自己独立的内存资源，共享进程的代码区、数据区、堆区(注意没有栈区)、环境变量和命令行参数、文件描述符、信号处理函数、当前目录、用户ID和组ID等资源。
• 线程拥有自己独立的栈，因此也有自己独立的局部变量。
• 一个进程可以同时拥有多个线程，即同时被系统调度的多条执行路线，但至少要有一个主线程。

总结

• 线程就是独立的执行路径;
• 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程;
• main()称之为主线程,为系统的入口，用于执行整个程序;
• 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与
• 操作系统紧密相关的，先后顺序是不能认为的干预的。
• 对同一份资源操作时,会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制;
• 线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销。
• 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

线程实现

继承Thread类

线程是程序中执行的线程。Java虚拟机允许应用程序同时运行多个执行线程。

每个线程都有优先权。 具有较高优先级的线程优先于具有较低优先级的线程执行。 每个线程可能也可能不会被标记为守护进程。 当在某个线程中运行的代码创建一个新的Thread对象时，新线程的优先级最初设置为等于创建线程的优先级，并且当且仅当创建线程是守护进程时才是守护进程线程。

当Java虚拟机启动时，通常会有一个非守护进程线程（通常调用某个指定类的名为main的方法）。 Java虚拟机继续执行线程，直到发生以下任一情况：

• 已调用类Runtime的exit方法，并且安全管理器已允许执行退出操作。
• 通过调用run方法返回或抛出超出run方法传播的异常，所有非守护程序线程的线程都已死亡。

创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start()开启线程

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //子线程方法
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我是子线程" + i);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        //开启子线程
        new MyThread().start();
        
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我是主线程" + i);
        }
    }
}

执行结果

可以发现，主线程和子线程是”同时“进行的。

Thread类实现了Runnable接口，内部通过静态代理调用了run()方法

实现Runnable接口

public class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //子线程方法
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我是子线程" + i);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        //创建线程对象，代理线程
        new Thread(new MyThread()).start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我是主线程" + i);
        }
    }
}

使用方法基本和继承Thread类相同，执行结果也相似。

实现Callable接口

• 实现Callable接口，需要返回值类型
• 重写call方法，需要抛出异常
• 创建目标对象
• 创建执行服务: ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
• 提交执行: Future<Boolean> result1 = ser. submit(t1);
• 获取结果: boolean r1 = result1.get()
• 关闭服务: ser. shutdownNow();

示例代码

public class MyThread implements Callable<Boolean> {
    @Override
    public Boolean call() {
        //子线程方法
        System.out.println("执行了子线程");
        return true;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyThread t1 = new MyThread();
        //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
        //提交执行
        Future<Boolean> result1 = ser.submit(t1);
        //获取结果
        boolean r1 = result1.get();
        //关闭服务
        ser. shutdownNow();
    }
}

线程状态

线程同步

线程通信