进程和线程详解

一、进程和线程的概述

1、要想了解多线程，必须先了解线程，而要想了解线程，必须先了解进程，因为线程是依赖于进程而存在。

2、什么是进程?

通过任务管理器我们就看到了进程的存在。而通过观察，我们发现只有运行的程序才会出现进程。
进程：就是正在运行的程序。
进程：是系统进行资源分配和调用的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。

3、多进程有什么意义呢?

单进程的计算机只能做一件事情，而我们现在的计算机都可以做多件事情。

举例：一边玩游戏(游戏进程)，一边听音乐(音乐进程)。也就是说现在的计算机都是支持多进程的，可以在一个时间段内执行多个程序。可以提高CPU的使用率。

问题：一边玩游戏，一边听音乐是同时进行的吗?

不是。因为单核CPU在某一个时间点上只能做一件事情。而我们在玩游戏，和在听音乐的时候，是CPU在做着程序间的高效切换让我们觉得是同时进行的。

4、什么是线程?

在同一个进程(正在运行的程序)内又可以执行多个任务，而这每一个任务我就可以看出是一个线程。
线程：是程序的执行单元，执行路径。是程序使用CPU的最基本单位。
单线程：如果程序只有一条执行路径。

多线程：如果程序有多条执行路径。一个进程 = 一个正在运行的程序 = 1个线程+1个线程+1个线程+... = 多个线程 = 多个任务

5、多线程有什么意义呢?

多线程的存在，不是提高程序的执行速度。其实是为了提高应用程序的使用率(提高能使用cpu的概率)。程序的执行其实都是在抢CPU的资源，或者叫CPU的执行权。多个进程是在抢这个资源，而其中的某一个进程如果执行路径(线程)比较多，那么就会有更高的几率抢到CPU的执行权。我们是不敢保证哪一个线程能够在哪个时刻抢到cpu的执行权的，所以线程的执行具有随机性。

小结：
　　多进程的意义：提高使用cpu的效率。(多用cpu)
　　多线程的意义：提高能使用cpu的概率。（有多少机会用cpu,因为cpu不是你想用就能用啊）

多线程程序的引入图解

二、Java程序的运行原理及JVM的启动是多线程的吗?

　　A:Java程序的运行原理
　　　　Java通过java命令会启动java虚拟机。启动JVM，等于启动了一个应用程序，也就是启动了一个进程。
　　　　该进程会自动启动一个 “主线程” ，然后主线程去调用某个类的 main 方法。所以 main方法运行在主线程中。在此之前的所有程序都是单线程的。
　　B:JVM的启动是多线程的吗?
　　　　垃圾回收线程也要先启动，否则很容易会出现内存溢出。
　　　　 JVM的启动是多线程的，因为它最低有两个线程启动了，主线程和垃圾回收线程。

示例代码如下：

1 package cn.itcast_01;
 2 /*
 3  *    进程：
 4  *        正在运行的程序，是系统进行资源分配和调用的独立单位。
 5  *        每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。
 6  *    线程：
 7  *        是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径。
 8  *        是程序的执行单元，执行路径。是程序使用CPU的最基本单位。
 9  *
10  *        一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序。
11  *        一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序。
12  *
13  *  举例：
14  *      扫雷程序，迅雷下载
15  *  
16  *  大家注意两个词汇的区别：并行和并发。
17  *        并行：前者是逻辑上同时发生，指在某一个时间内同时运行多个程序。
18  *        并发：后者是物理上同时发生，指在某一个时间点同时运行多个程序。
19  *
20  *      
21  *
22  * Java程序的运行原理：
23  *        通过java命令会启动 java虚拟机。启动 JVM，等于启动了一个应用程序，也就是启动了一个进程。
24  *        该进程会自动启动一个 “主线程”，然后主线程去调用某个类的 main方法。所以 main方法运行在主线程中。在此之前的所有程序都是单线程的。
25  * 
26  * 思考题：
27  *         jvm虚拟机的启动是单线程的还是多线程的?
28  *             多线程的。
29  *             原因是垃圾回收线程也要先启动，否则很容易会出现内存溢出。
30  *             现在的垃圾回收线程加上前面的主线程，最低启动了两个线程，所以，jvm的启动其实是多线程的。
31  */
32 public class MyThreadDemo {
33     public static void main(String[] args) {
34         System.out.println("hello");
35         new Object(); // 造对象
36         new Object(); // 造对象
37         new Object(); // 造对象
38         new Object(); // 造对象
39         //...造很多很多对象后，如果垃圾回收线程不启动的话，内存就会溢出！
40         System.out.println("world");
41     }
42 }

3、多线程的实现方案(掌握)

A:自定义类继承Thread类

1：自定义类MyThread继承Thread类

2：MyThread类里面重写run()方法

3：在测测试类MyThreadTest中创建MyThread类的对象

4：启动线程

代码演示：

package com.thread;

public class ThreadDemo extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行了"+i+"次");
        }
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo thread = new ThreadDemo();
        thread.start();
    }
}

运行结果：

Thread-0执行了0次
Thread-0执行了1次
Thread-0执行了2次
Thread-0执行了3次
Thread-0执行了4次
Thread-0执行了5次
Thread-0执行了6次
Thread-0执行了7次
Thread-0执行了8次
Thread-0执行了9次

B:自定义类实现Runnable接口

1：自定义类MyRunnable实现Runnable接口

2：MyRunnable类里面重写run()方法

3：在测测试类MyRunnableTest中创建MyRunnable类的对象

4；在测测试类MyRunnableTest中再创建Thread类的对象，并把3步骤的对象作为构造参数进行传递

5：启动线程

代码演示：

package com.thread;

public class Runable1 implements Runnable{
    
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<5;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行了"+i+"次");
        }
    }
}

class Runnable1Demo {
    public Runnable1Demo() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        Runable1 runable1 = new Runable1();
        Thread thread = new Thread(runable1);
        Thread thread1 = new Thread(runable1);

        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

　　运行结果：

Thread-0执行了0次
Thread-1执行了0次
Thread-0执行了1次
Thread-1执行了1次
Thread-0执行了2次
Thread-1执行了2次
Thread-0执行了3次
Thread-1执行了3次
Thread-0执行了4次
Thread-1执行了4次

注意事项：
    1：Thread类的方法：
        public final String getName() 获取线程对象的名称(一般放在需要被线程执行的代run()方法里面)
        public final void setName(String name) 设置线程对象的名称
        对象名.setName("林青霞");
                    
    2：在不是Thread类的子类中，如何获取线程对象的名称呢?
        public static Thread currentThread() 返回当前正在执行的线程对象(静态方法)
        Thread.currentThread().getName()
            
    3：该自定义的类为什么要重写run()方法?
        自定义类中不是所有的代码都需要被线程执行。
        而这个时候，为了区分哪些代码能够被线程执行，java提供了Thread类中的run()方法，用来包含那些需要被线程执行的代码。    
        注意：这里的  被线程执行 = 开一个新线程执行    
            
    4：由于自定义类实现了接口，所以就不能在自定义类中直接使用Thread类的getName()方法了，但是可以间接的使用。
        Thread.currentThread().getName()

　　 5：为什么要实现Runnable接口？
　　　　   -Java不支持多继承
          -不打算重写Thread类的其他方法

小问题：
    1：为什么要重写run()方法？
        答：run()方法里面封装的是被线程执行的代码。    
    2：启动线程对象用的是哪个方法？
        答：start()方法
    3：run()方法和start()方法的区别？
        答：run()方法直接调用仅仅是普通方法。
           start()方法是先启动线程，再由jvm去调用run()方法。
    4：有了方式1，为什么还来一个方式2呢？
        答：若自定义类MyThread类已经有一个父类了，那么它就不可以再去继承Thread类了。(java不支持多继承)
           若自定义类MyRunnable类已经实现了一个接口了，那么它还可以再去实现Runnable接口。(java支持多实现)
           即可以避免由于Java单继承带来的局限性。
            
           在测试类MyThreadTest中，要想开多个线程，就要先new多个自定义类MyThread的对象，每一个自定义类MyThread的对象的成员变量都相同，这样需要在栈中开辟很多内存；
           在测试类MyRunnableTest中，要想开多个线程，只需要new一个自定义类MyRunnable的对象，再new多个Thread类的对象即可，这样就大大节约了内存。
           即适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程同程序的代码和数据有效分离(即耦合性降低)，较好的体现了Java面向对象的设计思想。

4、线程的调度模型和如何获取和设置线程优先级

假如我们的计算机只有一个CPU，那么CPU在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。那么Java是如何对线程进行调用的呢？

线程有两种调度模型。

A:线程的调度模型

a:分时调度模型所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间片。

b:抢占式调度模型 (Java采用的是该调度方式) 优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的CPU时间片的概率相对高一些。

B:如何获取和设置线程优先级

线程默认的优先级是：5。

线程优先级的范围是：1-10。

如何获取线程对象的优先级?

public final int getPriority()

返回线程对象的优先级 int i = 对象名.getPriority();

如何设置线程对象的优先级?

public final void setPriority(int newPriority) 更改线程的优先级对象名.setPriority(10); IllegalArgumentException:非法参数异常抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。

5、线程的控制（即线程常见的方法）

A:线程休眠

     public static void sleep(long millis)    单位是毫秒(该方法会抛出异常)
     Thread.sleep(1000);

package com.thread;

public class Sleep implements Runnable{
   
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++){
            if (i==5){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行了"+i+"次");
        }
   }
}

class SleepDemo {
    public SleepDemo() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        Sleep sleep = new Sleep();
        Thread thread = new Thread(sleep);
        thread.start();

    }
}



B:线程加入
     public final void join()     等待该线程终止(为了使某线程先执行完毕)(该方法会抛出异常)
     对象名.join(); // 该方法必须在启动线程后调用

package com.join;

public class MyThread extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++){
            System.out.println(this.getName()+"执行了"+i+"次");
        }
    }
}

class JoinDemo {
   
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();

        try {
            myThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        for (int i=0;i<5;i++){
            System.out.println("主线程执行了"+i+"次");
        }

        System.out.println("主线程执行结束");
    }
}

　　运行结果：

Thread-0执行了0次
Thread-0执行了1次
Thread-0执行了2次
Thread-0执行了3次
Thread-0执行了4次
Thread-0执行了5次
Thread-0执行了6次
Thread-0执行了7次
Thread-0执行了8次
Thread-0执行了9次
主线程执行了0次
主线程执行了1次
主线程执行了2次
主线程执行了3次
主线程执行了4次
主线程执行结束


C:线程礼让
     public static void yield() 暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。 能够在一定的程度上，让多个线程的执行更和谐，但是不能靠它保证一个线程一次。
     Thread.yield();
                
D:后台线程(守护线程/用户线程)
     public final void setDaemon(boolean on)     将该线程标记为守护线程或用户线程
     对象名.setDaemon(true); // 设置守护线程
     当正在运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。
                
E:中断(终止)线程(掌握)
     public final void stop()     让线程停止，过时了，但是还可以使用。(为什么会过时呢？因为该方法太暴力了，具有固有的不安全性，直接把线程停止，该线程之后的代码都不能执行了)
     对象名.stop();
     public void interrupt()     中断线程。 把线程的状态终止，并抛出一个InterruptedException异常。
     对象名.interrupt();
                
        注意事项：
            如果被重写的方法没有异常抛出，那么子类的方法绝对不可以抛出异常，如果子类方法内有异常发生，那么子类只能try，不能throws。

6、线程的状态和生命周期

A:线程的创建创建线程对象，无资格无权。

B:线程的就绪有资格无权

C:线程的运行有资格有权

D:线程的阻塞无资格无权

E:线程的死亡无资格无权

posted @ 2019-05-06 16:25 泰斗贤若如阅读(824) 评论(0) 编辑收藏举报

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进程和线程详解

一、进程和线程的概述

1、要想了解多线程，必须先了解线程，而要想了解线程，必须先了解进程，因为线程是依赖于进程而存在。

2、什么是进程?

通过任务管理器我们就看到了进程的存在。 而通过观察，我们发现只有运行的程序才会出现进程。 进程：就是正在运行的程序。 进程：是系统进行资源分配和调用的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。

3、多进程有什么意义呢?

单进程的计算机只能做一件事情，而我们现在的计算机都可以做多件事情。

举例：一边玩游戏(游戏进程)，一边听音乐(音乐进程)。 也就是说现在的计算机都是支持多进程的，可以在一个时间段内执行多个程序。 可以提高CPU的使用率。

问题： 一边玩游戏，一边听音乐是同时进行的吗?

不是。因为单核CPU在某一个时间点上只能做一件事情。 而我们在玩游戏，和在听音乐的时候，是CPU在做着程序间的高效切换让我们觉得是同时进行的。

4、什么是线程?

在同一个进程(正在运行的程序)内又可以执行多个任务，而这每一个任务我就可以看出是一个线程。 线程：是程序的执行单元，执行路径。是程序使用CPU的最基本单位。 单线程：如果程序只有一条执行路径。

多线程：如果程序有多条执行路径。 一个进程 = 一个正在运行的程序 = 1个线程+1个线程+1个线程+... = 多个线程 = 多个任务

5、多线程有什么意义呢?

二、Java程序的运行原理及JVM的启动是多线程的吗?

示例代码如下：

3、多线程的实现方案(掌握)

A:自定义类继承Thread类

1：自定义类MyThread继承Thread类

2：MyThread类里面重写run()方法

3：在测测试类MyThreadTest中创建MyThread类的对象

4：启动线程

B:自定义类实现Runnable接口

1：自定义类MyRunnable实现Runnable接口

2：MyRunnable类里面重写run()方法

3：在测测试类MyRunnableTest中创建MyRunnable类的对象

4；在测测试类MyRunnableTest中再创建Thread类的对象，并把3步骤的对象作为构造参数进行传递

5：启动线程

4、线程的调度模型和如何获取和设置线程优先级

假如我们的计算机只有一个CPU，那么CPU在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。 那么Java是如何对线程进行调用的呢？

线程有两种调度模型。

A:线程的调度模型

a:分时调度模型 所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间片。

b:抢占式调度模型 (Java采用的是该调度方式) 优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的CPU时间片的概率相对高一些。

B:如何获取和设置线程优先级

线程默认的优先级是：5。

线程优先级的范围是：1-10。

如何获取线程对象的优先级?

public final int getPriority()

返回线程对象的优先级 int i = 对象名.getPriority();

如何设置线程对象的优先级?

public final void setPriority(int newPriority) 更改线程的优先级 对象名.setPriority(10); IllegalArgumentException:非法参数异常 抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。

5、线程的控制（即线程常见的方法）

A:线程休眠

6、线程的状态和生命周期

A:线程的创建 创建线程对象，无资格无权。

B:线程的就绪 有资格无权

C:线程的运行 有资格有权

D:线程的阻塞 无资格无权

E:线程的死亡 无资格无权

公告

通过任务管理器我们就看到了进程的存在。而通过观察，我们发现只有运行的程序才会出现进程。
进程：就是正在运行的程序。
进程：是系统进行资源分配和调用的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。

举例：一边玩游戏(游戏进程)，一边听音乐(音乐进程)。也就是说现在的计算机都是支持多进程的，可以在一个时间段内执行多个程序。可以提高CPU的使用率。

问题：一边玩游戏，一边听音乐是同时进行的吗?

不是。因为单核CPU在某一个时间点上只能做一件事情。而我们在玩游戏，和在听音乐的时候，是CPU在做着程序间的高效切换让我们觉得是同时进行的。

在同一个进程(正在运行的程序)内又可以执行多个任务，而这每一个任务我就可以看出是一个线程。
线程：是程序的执行单元，执行路径。是程序使用CPU的最基本单位。
单线程：如果程序只有一条执行路径。

多线程：如果程序有多条执行路径。一个进程 = 一个正在运行的程序 = 1个线程+1个线程+1个线程+... = 多个线程 = 多个任务

假如我们的计算机只有一个CPU，那么CPU在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。那么Java是如何对线程进行调用的呢？

a:分时调度模型所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间片。

public final void setPriority(int newPriority) 更改线程的优先级对象名.setPriority(10); IllegalArgumentException:非法参数异常抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。

A:线程的创建创建线程对象，无资格无权。

B:线程的就绪有资格无权

C:线程的运行有资格有权

D:线程的阻塞无资格无权

E:线程的死亡无资格无权