Java 多线程

多线程

进程

概念

就是正在运行的程序。也就是代表了程序所占用的内存区域。

特点

l 独立性:进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己的独立的资源,每一个进程都拥有自己私有的地址空间。在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。

l 动态性:进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合。在进程中加入了时间的概念,进程具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念在程序中都是不具备的。

l 并发性:多个进程可以在单个处理器上并发执行,多个进程之间不会互相影响。

线程

概念

线程(thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一个进程可以开启多个线程。

多线程扩展了多进程的概念,使得同一个进程可以同时并发处理多个任务。

一个程序运行后至少一个进程,一个进程里包含多个线程。

如果一个进程只有一个线程,这种程序被称为单线程。

如果一个进程中有多条执行路径被称为多线程程序。

进程和线程的关系

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一个操作系统中可以有多个进程,一个进程中可以有多个线程,每个进程有自己独立的内存,每个线程共享一个进程中的内存,每个线程又有自己独立的内存。


多线程的特性

随机性

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并发:多个软件同时抢共享资源

高并发:很多个软件在同时抢占共享资源

并行:多个cpu同时在执行,而且每个cpu只干一个活

线程状态

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线程生命周期,总共有五种状态:

1) 新建状态(New):当线程对象对创建后,即进入了新建状态,如:Thread t = new MyThread();

2) 就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法(t.start();),线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程,只是说明此线程已经做好了准备,随时等待CPU调度执行,并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行;

3) 运行状态(Running):当CPU开始调度处于就绪状态的线程时,此时线程才得以真正执行,即进入到运行状态。注:就绪状态是进入到运行状态的唯一入口,也就是说,线程要想进入运行状态执行,首先必须处于就绪状态中;

4) 阻塞状态(Blocked):处于运行状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入到就绪状态,才有机会再次被CPU调用以进入到运行状态;

5) 根据阻塞产生的原因不同,阻塞状态又可以分为三种:

a) 等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,使本线程进入到等待阻塞状态;

b) 同步阻塞:线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态;

c) 其他阻塞:通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。

6) 死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。


多线程创建:继承Thread

概述

Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。Start()方法是一个native方法,它将通知底层操作系统,最终由操作系统启动一个新线程,操作系统将执行run()方法。这种方式实现多线程很简单,通过自己的类直接extend Thread,并复写run()方法,就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。

线程的业务必须写在重写的run()里

创建线程的方式一共有两种:继承Thread和实现Runnable接口
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多线程创建:实现Runnable接口

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实现Runnable接口的这种方式,只能通过Thread类里的含参构造方法来实现对象的创建。


同步锁

概述

同步:即当有一个线程在对内存进行操作时,其他线程都不可以对这个内存地址进行操作,直到该线程完成操作, 其他线程才能对该内存地址进行操作,而其他线程又处于等待状态,在效率上,同步比异步的效率低,是牺牲了效率提高了安全。

异步:是指线程不等待,同时去抢占共享资源,在效率上,异步比同步的效率高,是牺牲了安全提高了效率。

锁:把程序中的共享资源加锁

把有可能出现问题的代码包起来,一次只让一个线程执行。通过sychronized关键字实现同步。

当多个对象操作共享数据时,可以使用同步锁解决线程安全问题。

synchronized关键字

同步锁的实现方式:在代码块上加锁

语法:

synchronized(锁对象){需要同步的代码;}

锁对象:如果锁的是普通的资源,可以任意,但是必须是同一个对象。如果锁的是静态资源,锁对象必须是类名.class,因为静态资源是随着类的加载而加载。


同步锁的实现方式:在方法上加锁

给普通方法分配的锁对象是this

给静态方法分配的锁对象是类名.class

语法:

synchronized public void 方法名(参数列表){方法体}

特点

1、 前提1,同步需要两个或者两个以上的线程。

2、 前提2,多个线程间必须使用同一个锁。

3、 同步的缺点是会降低程序的执行效率, 为了保证线程安全,必须牺牲性能。

4、 可以修饰方法称为同步方法,使用的锁对象是this。

5、 可以修饰代码块称为同步代码块,锁对象可以任意。

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