Java多线程

多线程编程

本章目标

掌握线程的基本概念
掌握线程与进程的区别
重点掌握线程的实现方式
掌握线程的管理
掌握线程的生命周期
重点掌握线程同步
重点掌握线程池
掌握线程通信
掌握线程定时器

什么是进程

进程就是正在运行的程序，它是系统进行资源分配和调度的基本单位，各个进程之间相互独立，系统给每个进程分配不同的地址空间和资源

Win 操作系统任务管理器查看应用程序运行的进程

什么是线程

线程就是程序（进程）执行的任务（分为单线程和多线程）

进程与线程的区别

地址空间

进程之间是独立的地址空间，但同一进程的线程共享本进程的地址空间

资源占用

同一进程内的线程共享本进程的资源，如内存、I/O、CPU 等，但是进程之间的资源是独立的

健壮性

一个进程崩溃后不会对其他进程产生影响；一个线程崩溃则整个进程都死掉，所以多进程要比多线程更健壮

执行过程

进程可以独立执行，线程不能独立执行，线程必须依存于进程

并发与资源消耗

进程和线程都可以并发（同时）执行，但进程创建和切换消耗资源大，线程创建和切换消耗资源小

创建线程

方式一：继承 Thread 类，并重写 run( ) 方法

public class MyThread extends Thread {   
   public void run() {  
         for ( int i = 0; i < 10; i++ )  {  
             System.out.println(“子线程");  
         }  
   }  
   public static void main(String[] args) {  
         MyThread myThread = new MyThread(); 
         myThread.start();  
         for ( int i = 0; i < 10; i++ ) {  
             System.out.println(“主线程");           }  
   } 
}

方式二：实现 Runnable 接口，并实现 run( ) 方法

public class MyThread implements Runnable {   
   public void run() {  
         for ( int i = 0; i < 10; i++ )  {  
             System.out.println(“子线程");  
         }  
   }  
   public static void main(String[] args) {  
         MyThread myThread = new MyThread(); 
         myThread.start();  
         for ( int i = 0; i < 10; i++ ) {  
             System.out.println(“主线程");           }  
   } 
}

线程的状态

当线程被创建并启动以后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中，它要经过新建(New)、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)5种状态。尤其是当线程启动以后，它不可能一直"霸占"着CPU独自运行，所以CPU需要在多条线程之间切换，于是线程状态也会多次在运行、阻塞之间切换。

新建状态：当程序使用new关键字创建了一个线程之后，该线程就处于新建状态，此时仅由JVM为其分配内存，并初始化其成员变量的值
就绪状态：当线程对象调用了start()方法之后，该线程处于就绪状态。Java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器，等待调度运行
运行状态：如果处于就绪状态的线程获得了CPU，开始执行run()方法的线程执行体，则该线程处于运行状态
阻塞状态：当处于运行状态的线程失去所占用资源之后，便进入阻塞状态
死亡状态：当线程的 run() 方法执行完成，线程正常结束或抛出一个未捕获的异常，也可以直接调用 stop（）方法结束线程（容易导致死锁，不推荐使用）

线程暂停执行条件

线程优先级比较低，不能获得 CPU 时间片
使用 sleep( ) 方法使线程睡眠
通过调用 wait( ) 方法，使线程处于等待状态
通过调用 yield( ) 方法，线程主动出让 CPU 控制权
线程由于等待一个I/O事件处于阻塞状态

线程优先级

Java 中线程优先级是在 Thread 类中定义的常量

NORM_PRIORITY : 值为 5
MAX_PRIORITY : 值为 10
MIN_PRIORITY : 值为 1

缺省优先级为 NORM_PRIORITY

修改和查看线程优先级方法

final void setPriority(int newPriority) //修改当前线程的优先级
final int getPriority(）//查看当前线程的优先级

多线程

多线程并发问题

线程 A 和线程 B 同时操作（读写）同一进程下的共享资源，这将导致数据不一致的问题，被称为多线程并发问题。

线程同步

多线程共享数据时，可能会发生数据不一致的情况，而线程同步就是为了解决多线程并发问题，它可以确保在任何时间点一个共享的资源只被一个线程使用

实现线程同步的三种方式

使用同步代码块
使用同步方法
使用互斥锁（更灵活的代码控制）

线程死锁

线程 A 和线程 B 都想访问对方的资源，但都不愿意让对方先访问，这样谁也无法继续执行下去，这就是线程死锁（线程死锁很少发生，但一旦发生就很难调试）

线程池

如果并发的线程数量很多，并且线程执行一个时间很短的任务就结束了，这样就会频繁的创建和销毁线程，导致大大降低系统的运行效率

线程池工作原理

程序启动时向线程池中提前创建一批线程对象
当需要执行任务时，从线程池中获取一个空闲的线程对象
任务执行完毕后，不销毁线程对象，而是将其返还给线程池，并再次将状态设置为空闲

线程池优缺点

减少频繁创建和销毁线程对象的时间消耗，提高了程序运行的性能（优点）
线程池中空闲的线程对象，会占用系统更多的内存存储空间（缺点）

线程池是一种以时间换空间的性能优化策略

Java四种内置线程池

Java 语言提供了一系列线程池的实现，以解决实际开发中各种对线程池的需求

newCachedThreadPool
newFixedThreadPool
newScheduledThreadPool
newSingleThreadExecutor

Java 两个基础线程池

如果内置四个线程池实现仍无法满足需求，则 Java 语言还提供了两个基础线程池

ThreadPoolExecutor 类
ScheduledThreadPoolExecutor 类

这两个基础线程池用于用户创建自定义线程池，以获得更大的灵活度，同时开发难度也更大

线程间通信

wait-notify 机制

线程同步能够解决多线程并发问题，但它没有实现线程间的通信

Java 提供了一个精心设计的线程间通信机制，使用wait()、notify() 和 notifyAll() 方法，这些方法是作为 Object 类中的 final 方法实现的。这三个方法仅在 synchronized 方法中才能被调用

wait() 方法：方法告知被调用的线程退出监视器并进入等待状态，直到其他线程进入相同的监视器并调用 notify( ) 方法
notify( ) 方法：通知同一对象上第一个调用 wait( )线程
notifyAll() 方法：通知调用 wait() 的所有线程，具有最高优先级的线程将先运行

线程定时器

Time 类

Timer是一个普通的类，其中有几个重要的方法

schedule（）方法：启动定时器一个定时任务
cancel（）方法：终止定时器所有定时任务

启动一个定时任务就创建一个线程，线程会一直执行下去，直到调用终止定时任务

TimerTask 类

TimerTask 是一个抽象类，需要实现该类

run（）方法：定时任务逻辑

//创建一个定时任务
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        // 任务执行代码
    }
}, 5000,1000); //延时 5s 每间隔1s 执行一次

posted @ 2021-09-15 14:11 嘛了对就念来过倒阅读(45) 评论(0) 编辑收藏举报

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